Автоматы электрические разновидности: Электрические автоматы. виды и работа. характеристики — КАРТРИДЖИ лазерные BROTHER, CANON, HP, KYOCERA MITA, PANASONIC, RICOH, SAMSUNG, XEROX

Содержание

Электрические автоматы. виды и работа. характеристики

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.

Таблица выбора автомата по сечению кабеля

Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!. По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат

Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы

По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.

Теперь – как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?

Как работает автоматический выключатель

Главная задача автоматического выключателя (автомата) — это улавливание чрезмерных токов в электросети, и мгновенное её обесточивание

Неважно, к какой категории относится автоматический выключатель, он должен уметь быстро обесточить электросеть и предотвратить тем самым повреждение кабелей

Поэтому главной функцией автоматического выключателя, является:

Срабатывание в случае перегрузки электросети. Здесь все достаточно просто, и если в сети возникнет чрезмерно большая нагрузка, например, из-за большого количества подключённых электроприборов в доме, автоматический выключатель должен сработать и обесточить домашнюю электросеть. Если этого не произойдёт, и автомат не справится со своей задачей, то может загореться электропроводка в доме;
Среагировать на сверхток, вызванный коротким замыканием электропроводки. Здесь все, также понятно. В случае замыкания, электропроводка подвергается сильному нагреву, а там где тонко, как известно, там и рвётся, поэтому, если автомат не сработает, возможно, повреждение и возгорание электропроводки.

Следует знать, что каждый автоматический выключатель рассчитан на разную силу тока. Время срабатывания автомата, зависит от величины перегрузки электросети. Если это короткое замыкание, то автоматический выключатель сработает мгновенно, буквально за считанные секунды. Если величина перегрузки не слишком большая, то автомат и электропроводка могут греться часами.

Что касается конструкции автоматического выключателя и его принципа работы, то в основе лежит биметаллическая пластина, через которую проходит электрический ток. Если он слишком большой величины, на которую автомат не рассчитан, то пластина начинает греться, что в итоге и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.

Автоматы «В» и «С» — в чем разница, категории автоматических выключателей

Тех людей, которые занимаются модернизацией домашней электросети, часто интересует вопрос о том, чем именно отличаются автоматические выключатели категории «В» и «С», ведь именно они, чаще всего, устанавливаются в бытовых сетях. Главное отличие автоматов «В» и «С» в чувствительности электромагнитного расцепителя.

Буквы А, В, С, D и K, Z — как раз и указывают на характеристики расцепителя установленного в автоматическом выключателе:

А — автоматические выключатели данной категории имеют самую высокую чувствительность. Если номинальный ток на линии где будет установлен автомат категории «А» превысит 30%, то автоматический выключатель отключится.

В — автоматы этой категории срабатывают при превышении нагрузки по номинальному току в 3-5 раз. Автоматические выключатели категории «В» предназначены для установки в электросетях с отсутствием или с минимальным пусковым током (электродвигатели и т. д.). Простыми словами говоря, автоматы категории «В», более чувствительны к проходящему току, и при запуске мощных электродвигателей могут сработать.

С — автоматические выключатели стандартного типа с ещё большей перегрузочной способностью, чем у автоматов «В» класса. Их выключение происходит в том случае, если номинальный ток, проходящий через автомат, станет в 5-10 раз выше. Время срабатывания автомата категории «С», порядка 1,5 секунды. Такие автоматы предназначены для обеспечения защиты электросетей общего назначения.

Автоматы категории D, редко используются в быту. Чаще всего эти автоматические выключатели применяются в электросетях с большими пусковыми нагрузками. Ну и последние категории автоматов, это «K» и «Z», они используются в специальных целях, например, для защиты линий к которым подключены электронные устройства.

Виды и типы автоматических выключателей

Все наши электрические сети и цепи, а также бытовые электроприборы и электрооборудование надежно защищены автоматическими выключателями. Их главная задача — это в нужный момент обесточить электрическую цепь, т.е. отключить подачу электрического тока. Автомат (АВ) срабатывает, т.е. отключается, в случаях короткого замыкания и перегрузки в сети (нагрев проводов). Для различных электрических цепей существуют и различные виды и типы автоматических выключателей .

Виды автоматических выключателей (АВ)

• Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.

• По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.

• Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока.

• Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.

• Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.

• Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.

• АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.

• По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.

• Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.

• Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Что означает тип электрического автомата? Автоматические выключатели содержат внутри себя два вида размыкателей – тепловой и магнитный.

Магнитный быстродействующий размыкатель предназначен для защиты при коротком замыкании. Срабатывание размыкателя может происходить за время от 0,005 до нескольких секунд.

Тепловой размыкатель значительно медленнее, предназначен для защиты от перегрузки. Работает с помощью биметаллической пластины, нагревающейся при перегрузке цепи. Время срабатывания от нескольких секунд до минут.

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

Существует несколько типов отключения АВ. Их еще называют — типы время-токовых характеристик отключения. Они обозначаются так — A, B, C, D, K, Z.

• A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.

• B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.

• C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.

• D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.

• K – индуктивные нагрузки.

• Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Основным элементом этого устройства является биметаллическая пластина. При ее изготовлении используется два металла с различными коэффициентами теплового расширения.

Будучи спрессованными вместе, они при нагревании расширяются в разной степени, что приводит к искривлению пластины. Если ток не нормализуется в течение длительного времени, то по достижении определенной температуры пластина касается контактов АВ, прерывая цепь и обесточивая проводку.

Основной причиной чрезмерного нагрева биметаллической пластины, из-за которого срабатывает тепловой расцепитель, является слишком высокая нагрузка на определенном участке линии, защищенном автоматом.

Например, сечение выходного кабеля АВ, идущего в помещение, составляет 1 кв. мм. Можно подсчитать, что он способен выдерживать подключение приборов суммарной мощностью до 3,5 кВт, при этом сила проходящего в линии тока не должна превышать 16А. Таким образом, в эту группу можно спокойно подключить телевизор и несколько осветительных приборов.

Если хозяин дома решит включить в розетки этой комнаты дополнительно стиральную машину, электрокамин и пылесос, то общая мощность станет намного выше той, что способен выдержать кабель. В результате возрастет сила тока, проходящего по линии, и проводник станет нагреваться.

Перегрев кабеля может привести к тому, что изоляционный слой расплавится и загорится.

Чтобы этого не произошло, в действие вступает тепловой расцепитель. Его биметаллическая пластина нагревается вместе с металлом провода, и через некоторое время, изогнувшись, отключает питание группы. Когда она остынет, защитное устройство можно снова включить вручную, предварительно вытащив из розетки шнуры питания приборов, которые привели к перегрузке. Если этого не сделать, через некоторое время автомат вырубит снова.

Пример использования расцепителя в противопожарной защите на видео:

Важно, чтобы номинал АВ соответствовал сечению кабеля. Если он будет меньше нужного, то срабатывание будет происходить даже при нормальной нагрузке, а если больше, то тепловой расцепитель не отреагирует на опасное превышение тока, и в итоге проводка сгорит

В целях защиты электромоторов от длительных перегрузок и обрыва фаз на эти агрегаты могут также устанавливаться тепловые реле расцепления. Они представляют собой несколько биметаллических пластин, каждая из которых отвечает за отдельную фазу силового агрегата.

Типы автоматов

Данные изделия различаются по характеру процесса отключения на возникновение наиболее высокого тока. Существуют несколько основных типов автоматических устройств. Каждый вид отличается своей чувствительностью друг от друга.

В основном при производстве электромонтажа используются четыре ведущих типа: А, В, С, D. Кроме этого встречаются автоматы типа МА, K и Z.

Класс А

Защитные приборы данного типа имеют самую высокую чувствительность по отношению к остальным. Тепловой расцепитель такого автомата обесточивает электрическую цепь при повышении силы тока на 30%. Данный процесс осуществляется в течение 0,05 секунд, если ток превысил номинальное значение на 100%.

Автомат типа А не пользуется большой популярностью среди потребителей, так как завышенная чувствительность не допускает даже коротковременные повышенные нагрузки, которые вызывают постоянное срабатывание прибора. Эти типы зачастую устанавливают в электрические цепи, которые имеют соединения с полупроводниковыми элементами.

Класс В

Защитные средства категории В имеют меньшую чувствительность, чем тип В. Электронный расцепитель срабатывает на повышения силы тока на 200% от заявленной, при этом время отключения от электричества составляет 0,015 секунд. В случае если расцепитель по каким-то причинам не сработает, то биметаллическая пластина способна отключить электрическую систему за 4-5 секунд.

Такое устройство используется в электрических сетях, имеющих розетки, освещение и пусковое устройство с наименьшим значением.

Класс С

Аппараты типа С имеют большой спрос при монтаже бытовых электрических сетей. Они способны выдерживать наиболее высокие перегрузки. Чтобы произошел процесс отключения линии от напряжения, нужно чтобы протекающий ток в данной линии повысился в 5 раз от номинального показателя. При этом обесточивание линии происходит через 1,5 секунды.

Данные приборы хорошо выполняют свои защитные функции в общих бытовых сетях. Если в таких сетях розетки и осветительные приборы запитаны отдельно, то в этом случае защиту могут обеспечить приборы класса В. Данное действие производится для того, чтобы при появлении короткого замыкания не происходило обесточивание всего дома.

Класс D

Эти защитные изобретения выдерживают перегрузку сети, номинальный ток которой превышается в 10 раз. При этом отключение электрической цепи протекает в течение 0,4 секунд. Такие устройства нашли свое применение при защите зданий и сооружений в общем, то есть они устанавливаются дополнительно к имеющимся в квартирах автоматам.

Их отключение происходит лишь тогда, когда не сработали автоматические устройства отдельных помещений. Кроме этого их устанавливают в линиях с наиболее высоким значением пусковых токов.

Элестрический автомат: понятие и необходимость

Электрический автомат, или автоматический выключатель, представляет собой механическое коммутационное устройство, посредством которого можно вручную добиться обесточивания всей электросети или же конкретного ее участка. Сделать это можно в доме, квартире, на даче, в гараже и т.п. Более того, такой прибор оснащается функцией автоматического выключения электрического кабеля при возникновении аварийных ситуаций: например, в случае короткого замыкания либо при перегрузке. Отличие таких автоматических выключателей от обычных предохранителей состоит в том, что после срабатывания их можно кнопкой включить вновь.

Поговорим о том, как выбирать автоматы: электрические автоматы существуют в большом многообразии, что требует учета сразу целого ряда факторов при их покупке.

Нужен ли такой автомат? Необходимо дать утвердительный ответ. Исправно работающий автоматический выключатель будет защищать ваше помещение от различных неприятных ситуаций, в том числе от:

пожаров;
поражений электрическим током;
повреждений проводки.

Итак, при выборе автомата, как мы отмечали, следует учитывать сразу несколько показателей. Рассмотрим их по порядку.

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие
виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро
распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады
напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая
порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов,
существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения,
независимые, полупроводниковые, механические.

Сверхтоки —
увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток
автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки
— сверхток в функциональной сети.

Ток
короткого замыкания — сверхток, появляющийся в результате замыкания двух
составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического
выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным
временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не
срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения
номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один
конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае
увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому
механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты
автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах
металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется
тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие
трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость
в силу простой конструкции

Но нужно обратить внимание и на недостатки — работа
теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их
следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от
источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные
срабатывания

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные
устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит.
Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое
отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической
цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через
автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания
в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток
снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не
произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор
настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов.
Основной недостаток — довольно высокая стоимость, а также чувствительность
расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно,
не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным
сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания
тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит
втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока
короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации,
однако создает магнитное поле.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов

Допустимый длительный ток нагрузки

Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В

Номинальный ток защитного автомата

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал. Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников

Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Типы автоматов

Классификация автоматических выключателей основана на их типах и особенностей. Что касается типов, то можно выделить следующее:

Номинальные показатели способности к отключению — речь идет об устойчивости контактов выключателя к воздействию токов с высокими показателями, а также к условиям, в которых происходит деформация цепи. В таких условиях возрастает риск подгорания, который нейтрализуется благодаря появлению дуги и повышением температуры. Чем более качественным, прочным является материал изготовления оборудования, тем более высокими являются его соответствующие способности. Такие выключатели стоят дороже, однако их характеристики полностью оправдывают цену. Выключатели служат долго, не требуют регулярной замены
Калибровка номинала — речь идет о параметрах, в которых оборудование работает в нормальном режиме. Они устанавливаются еще на этапе производства оборудования, и уже в процессе его использования не регулируются. Данная характеристика позволяет понять, насколько сильные перегрузки способен выдерживать аппарат, период времени его работы в таких условиях
Уставка — обычно этот показатель отображается в виде маркировки на корпусе оборудования. Речь идет о максимальных значениях тока в нестандартных условиях, которая, даже при частом отключении, не окажет никакого влияния на функционирование аппарата. Выражается уставка в токовых единицах, маркируется латинскими буквами, цифровыми значениями. Цифры, в данном случае, отображают номинал. Латинские буквы можно увидеть в маркировке только тех автоматов, которые изготовлены в соответствии со стандартами DIN

Таблица различных типов автоматов

Типы и виды автоматических выключателей

Семейство электротехнических устройств, которые в повседневном употреблении нередко называют «электрический автомат», очень разнообразно. Если будет позволено такое сравнение, оно состоит из нескольких кланов, различающихся по типу воздействия, на которое они реагируют, а также по конструктивному исполнению.

В зависимости от этого они используются для защиты всей электрической сети в целом, отдельных цепей и устройств, или человека. Есть и внутриклановое деление. Например, по скорости срабатывания.

Типы автоматических выключателей по виду воздействия:

Срабатывание от сверхтоков (короткое замыкание) и нагрева. Самый распространенный тип. Применяются для защиты всей схемы электроснабжения (вводные автоматы) или отдельных устройств.
Реагирование на дифференциальный ток. Это так называемые УЗО – устройства защитного отключения, применяющиеся для предотвращения поражения человека электрическим током.
Тепловые реле. Используются в электрических приводах для защиты электродвигателей от перегрузок.

Различия по конструктивному исполнению:

Серия АП. Так называемые апэшки – большие черные коробки из электротехнического пластика с двумя кнопками: ВКЛ (белая) и ВЫКЛ (красная). Реагируют на тепло и сверхтоки. Обычно используются в трехфазных сетях для защиты отдельных устройств. Надежная массивная конструкция, считающаяся устаревшей.
Серия ВА. Современное малогабаритное устройство с рычагом включения-выключения, расположенным горизонтально.
Автоматические предохранители. Заменили так называемые пробки с резьбовым цоколем Эдисона Е14. Так же устаревшая, но еще широко применяющаяся в бытовых электрических сетях конструкция.

В зависимости от количества точек подключения, которые называют полюсами, выключатели бывают одно-, двух-, трех— и четырехполюсными.

Однополюсные коммутируют только одну линию, обычно фазную. Их используют в малонагруженных электрических цепях. Например, осветительных. Их второе название «модульные автоматические выключатели», поскольку их обычно собирают в пакет (на одну DIN-рейку несколько) и размещают в распределительном щите, по соседству с общей нулевой шиной. К ним же можно отнести и автоматические предохранители, входом которых является центральный контакт, а выходом – кольцо с резьбой.

Двухполюсные используются в однофазных сетях для защиты всей электрической схемы, тогда их называют вводными, или одного устройства.

Трех— и четырехполюсные устройства применяются для работы в трехфазных сетях, в которых может быть три (в случае глухозаземленной нейтрали) или четыре проводника.

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Электрические автоматы

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

Пожаров.
Ударов человека током.
Неисправностей электропроводки.

Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность

Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:

Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов

Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Типы автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Автоматическими выключателями называются устройства, задача которых состоит в защите электрической линии от воздействия мощного тока, способного вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгоранием. Возрастание силы тока может быть вызвано слишком большой нагрузкой, что происходит при превышении суммарной мощностью устройств той величины, которую кабель может выдержать по своему сечению – в этом случае отключение автомата происходит не сразу, а после того, как провод нагреется до определенного уровня. При КЗ ток возрастает многократно в течение доли секунды, и устройство тут же реагирует на него, мгновенно прекращая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какими бывают типы автоматических выключателей и их характеристики.

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.

Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Существует еще одна разновидность автоматов для защиты электросети – дифференциальные. Мы не рассматриваем их отдельно, поскольку такие устройства представляют собой обычные автоматические выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы расцепителей

Расцепители являются основными рабочими компонентами АВ. Задача их состоит в том, чтобы при превышении допустимой величины тока разорвать цепь, тем самым прекратив подачу в нее электроэнергии. Существует два основных типа этих устройств, отличающихся друг от друга по принципу расцепления:

Электромагнитные.
Тепловые.

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически моментальное срабатывание автоматического выключателя и обесточивание участка цепи при возникновении в нем сверхтока короткого замыкания.

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, втягивающимся внутрь под воздействием тока большой величины и заставляющим срабатывать отключающий элемент.

Основная часть теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Когда через автомат проходит ток, превышающий номинальную величину защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, изгибаясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время на срабатывание теплового расцепителя зависит от величины проходящего по пластине тока перегрузки.

Некоторые современные устройства оснащаются в качестве дополнения минимальными (нулевыми) расцепителями. Они выполняют функцию выключения АВ, когда напряжение падает ниже предельного значения, соответствующего техническим данным устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только отключать, но и включать АВ, даже не подходя к распределительному щиту.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость аппарата.

Количество полюсов

Как уже было сказано, автомат защиты сети имеет полюса – от одного до четырех.

Подобрать для цепи устройство по их числу совсем несложно, достаточно лишь знать, где используются различные типы АВ:

Однополюсники устанавливают для защиты линий, в которые включены розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазный провод, не захватывая нулевого.
Двухполюсник нужно включать в цепь, к которой подсоединена бытовая техника с достаточно высокой мощностью (бойлеры, стиральные машинки, электрические плиты).
Трехполюсники монтируются в сетях полупромышленного масшатаба, к которым могут подключаться такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
Четырехполюсные АВ позволяют защитить от КЗ и перегрузок электропроводку с четырьмя кабелями.

Применение автоматов различной полюсности – на следующем видео:

Характеристики автоматических выключателей

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Для защиты цепей с различными параметрами надо устанавливать аппараты с соответствующими возможностями.

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Заключение

Автоматический выключатель, характеристики и виды которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, которое обеспечивает защиту электрической линии от повреждений мощными токами. Эксплуатация сетей, не защищенных автоматами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное – правильно подобрать тип АВ, который подойдет для конкретной сети.

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

Автоматы электрические выполняют функцию защиты проводки от перегрузок, замыканий, аварий, которые могут возникнуть при скачках напряжения. Чтобы не случилась чрезвычайная ситуация, необходимо в квартирах, частных домах, гаражах, дачах и хозяйственных постройках устанавливать электрические автоматические выключатели. Когда случаются перегрузки или скачки, то прибор реагирует и работает неодинаково. В той или иной ситуации происходит срабатывание отдельных частей устройства, в то время как другие части продолжают работать, обеспечивая безопасность жилища.

Принцип работы защитного автомата

Выключатель имеет компактные, небольшие размеры, устройство помещено в пластмассу из термостойких материалов. На одной стороне —лицевой — установлена рукоятка, позволяющая включать и выключать прибор, на другой — сзади — фиксатор-защелка, который крепится на специальную DIN-рейку. Снизу и сверху расположены винтовые клеммы.

Принцип работы выключателей зависит от состояния сети и протекания тока по проводке. Когда прибор электрического выключателя находится в нормальном режиме, то через автомат проходит ток, показатели которого могут быть равны или меньше установленного номинального значения. Напряжение от внешней сети идет на верхнюю клемму с неподвижным контактом. Отсюда ток поступает на замкнутый подвижный контакт, а далее переходит на катушку соленоида, которая является гибким медным проводником. Уже отсюда ток идет на тепловой расцепитель, с которого поступает на нижнюю клемму. Именно она подключена к сети.

Таблица номиналов автоматов по току

Штатный ток, который проходит по проводке, может быть больше или меньше установленных значений. На их основании составлена классификация времятоковых характеристик для расцепителей в устройствах. Каждый вид в государственном стандарте отмечен латинской буквой, а допустимое превышение следует искать по формуле коэффициента — k=I/In.

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

Тип время тока	Значение
А	Допустимое троекратное превышение, которое является максимальным
В	От 3 до 5
С	Превышение больше штатного возможно в 5-10 раз
D	Превышение возможно в 10-20 раз
К	От 8 до 14
Z	Превышение разрешено в пределах 2-4 раз больше нормы

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

Тип	Характеристика	Виды цепей
А	Защита на отрезке АВ активируется, когда коэффициент будет равен 1,3. Отключение тока происходит в течение 60 мин. Если ток будет и дальше увеличиваться, то время отключения сокращается ровно в два раза. Электромагнитная защита со скоростью 0,05 сек. сработает, если номинал превысит в 2 раза.	Не подвержены кратковременным перегрузкам, применяются в промышленных масштабах, а не быту.
В	Штатный номинал может быть превышен в 3-5 раз. Активация соленоида происходит, если перегрузка возрастет в 5 раз. Тогда обесточивание произойдет в течение 0,015 сек. Термоэлемент отключится в течение 4 сек. уже при троекратном превышении.	Характерны для цепей без высоких пусковых токов.
С	Перегрузка происходит чаще, чем при других видах, допустимые показатели выше нормы — в 5 раз. Как только произойдет превышение штатного режима, автоматически отключиться термоэлемент.	В бытовых сетях, где часто присутствует нагрузка разного типа.
D	Превышение штатной нормы происходит в 10 раз, после чего отключается термоэлемент, и в 20 раз — для соленоида.	Используется для того, чтобы защитить пусковые устройства, по которым проходит высокий ток.
К	Отключение соленоида произойдет, если ток превысит показатели в 8 раз.	Такие приборы надо ставить на цепи, имеющие индуктивную нагрузку.
Z	Характерно небольшое превышение — от 2 до 4 раз.	Используется, чтобы подключать электронные приборы.
MA	Термоэлемент не применяется, чтобы отключить нагрузку.	Устанавливается на устройствах с электрическими двигателями.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Одним из главных показателей, по которому осуществляется выбор автоматического выключателя, является мощность нагрузки. Это позволяет рассчитать нужное значение тока для устройства, его защиты от перепадов напряжения. Расчет проводится по номинальному току, поэтому рекомендуется выбирать по мощности отдельных участков. Во внимание стоит принимать меньшие или номинальные показатели расчетных токов. Допустимый ток электропроводки будет больше, чем номинальная мощность выключателя.

Необходимо учитывать и такой показатель, как времятоковая характеристика устройства. Основным параметром для определения номинального показателя мощности является сечение провода. Допустимое значение тока, которое указывается на автоматическом выключателе, должно быть немного меньше, чем максимальный ток для сечения провода. Выбирают устройство по наименьшему сечению провода, который проложен в проводке.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Если автомат не будет соответствовать сетевой мощности и нагрузке, тогда он не будет защищать проводку от того, что сила тока и напряжение резко возрастет или упадет.

Сечение кабеля для сетевой нагрузки должно точно соответствовать мощности аппарата. Если мощность по разным участкам будет по сумме больше, чем номинальная величина, то станет увеличиваться температура. Из-за этого может произойти плавление изоляционного слоя кабеля. В результате чего начнется возгорание электрической проводки. Также, если сечение кабеля не будет отвечать нагрузке, то будут наблюдаться следующие явления:

Задымление.
Запах горелой изоляции.
Возникает пламя.
Выключатель не будет отключаться от сети, поскольку номинальные показатели тока по проводке не будут превышать допустимые нормы.

Процесс плавления изоляционного слоя через время спровоцирует короткое замыкание. Далее произойдет отключение автоматического выключателя, огонь способен в это время охватить весь дом.

Защита слабого звена электроцепи

Правила устройства электроустановок гласят, что выключатель для электрической сети обязан максимально защитить самый слабый участок или же содержать такой номинал тока, который будет полностью соответствовать параметру установок, которые включены в сеть. Чтобы подключить провода к сети, необходимо, чтобы их поперечные сечения имели суммарную мощность всех подключенных аппаратов.

Соблюдение подобных правил способно защитить квартиру или дом от возникновения аварии из-за слабого участка электропроводки. Игнорировать описанные требования нельзя, поскольку владелец жилья способен потерять не только прибор автоматического выключения тока, но и квартиру.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Данный параметр можно рассчитать по следующей формуле: I=P/U, где:

I — показатель/величина номинального тока.
Р — суммарная мощность всех установок, которые включены в цепь. В расчет берутся лампочки и другие устройства, потребляющие электричество.
U — напряжение тока в сети.

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

Вид подключения	Однофазное в киловаттах	Трехфазное (треугольник) в киловаттах	Трехфазное (звезда) в киловаттах
U, B Автоматическое, в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Используя таблицу 3, можно легко рассчитать, сколько киловатт нагрузки способен выдержать конкретный вид номинального тока. Выбирать надо четко по указанным значениям, чтобы напряжение и вид подключения точно совпадали и соответствовали друг другу. Это поможет избежать превышения нагрузки и возможных аварий.

Недопустимые ошибки при покупке

Покупка автоматического выключателя не проводится каждый день. Поэтому к выбору устройства надо отнестись внимательно, чтобы не устроить дома пожар, замыкание проводки. Во время покупки нельзя допускать следующие виды ошибок:

Правильно выбрать автомат по мощности электрической проводки в многоквартирном или частном доме. Многие потребители делают совсем все наоборот — ориентируются на мощность эксплуатируемых электроприборов. Это неправильно, поскольку электропроводка может не выдержать, начать плавиться.
Расчет номинала АВ по номинальному току надо делать по средним показателям. Так проводка точно выдержит нагрузку тока.
Для дачи или гаража номинал АВ должен быть мощнее, поскольку используемая техника в таких местах имеют большую мощность, чем в квартире.
Устройства надо покупать только у проверенных производителей, чтобы все технические характеристики были точными и качественными, не угрожали безопасности жилья и жильцов.
Приобретать автоматические выключатели надо только в специализированных магазинах, не пользоваться услугами посредников. Это исключает риск приобретения подделок и некачественной продукции.

Покупка автоматов электрических — не очень сложная задача. Следует придерживаться вышеперечисленных рекомендаций, чтобы избежать ошибок в выборе такого устройства для дома. Рекомендуется приобретать автоматический выключатель с человеком, который разбирается в электричестве, специальной технике, видах сечения, мощности устройства, напряжениях тока в сети и фазах.

виды приборов, классы, технические характеристики

Автоматы электрические — удобные и практичные средства, которые позволяют защитить электрооборудование и пользователя от внезапных коротких замыканий. Что они собой представляют, какая есть классификация, как их выбрать, какие есть типы автоматических выключателей? Об этом и другом далее.

Общие характеристики

Автоматический электрический выключатель является коммутационным устройством, которое пропускает через свою структуру ток, имеющий номинальную силу. Во время необходимости делает отключение цепи, к примеру, при коротком замыкании или при повышении потребляемой мощности. В настоящее время есть однофазный, двухфазный и трехфазный прибор, отвечая на вопрос, какие существуют автоматы электрические разновидности. Отличаются они друг от друга числом тех элементов, которые разъединяют ток.

Как выглядит

Предназначен аппарат, для того чтобы защищать электрическую цепь, чтобы не происходили перегрузки и токи с коротким замыканием. Его можно многократно использовать. Срабатывает он стабильно всегда.

Обратите внимание! Главный параметр электроавтомата — число пропускания номинального тока, токовой энергии, которая нужна, чтобы нормально работали бытовые электрические приборы. В частном доме и городской квартире ставится автомат на 6-63 ампера. Специалистами рекомендуется разбитие электросети в домашних условиях на пару контурах и установку каждого на собственный выключатель.

Предохранение электрооборудования от сверхтока как основное предназначение

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
токоограничивающим и нетокоограничивающим;
выкатным и стационарным;
селективным и неселективным;
ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть.

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Как выбрать

Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.

Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования.

Определение мощности автомата

Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.

Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались.

Таблица мощности бытовых приборов и инструментов

Расчет номинальной мощности автомата

Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.

Вычисление номинального тока

Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.

Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения.

Таблица сечения проводника

Определение время-токовой характеристики

Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.

Таблица пускового тока

Особенности маркировки

На каждом автомате прописываются все характеристики. Имеет на своем корпусе маркировки нагрузки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе.

Виды и типы автоматических выключателей

Просмотров 2.6k. Опубликовано 15.06.2018 Обновлено 15.06.2018

Виды автоматических выключателей (АВ)

Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.
Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока. Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.
Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.
Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.
АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.
По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.
Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.
Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.
B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.
C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.
D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.
K – индуктивные нагрузки.
Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Виды автоматических выключателей — ElectrikTop.ru

При возникновении аварийной ситуации в электрической сети – короткого замыкания, пожара или поражения человека током, она должна быть немедленно обесточена. Ранее эту функцию выполняли плавкие предохранители. Их основным недостатком является то, что они отключают только одну, и чаще всего только фазную, линию.

А по сегодняшним правилам эксплуатации электроустановок необходим полный разрыв. Кроме того, действуют они недостаточно быстро и после срабатывания подлежат замене. Этих недостатков лишены автоматические предохранители и выключатели.

Типы и виды автоматических выключателей

Типы автоматических выключателей по виду воздействия:

Срабатывание от сверхтоков (короткое замыкание) и нагрева. Самый распространенный тип. Применяются для защиты всей схемы электроснабжения (вводные автоматы) или отдельных устройств.
Реагирование на дифференциальный ток. Это так называемые УЗО – устройства защитного отключения, применяющиеся для предотвращения поражения человека электрическим током.
Тепловые реле. Используются в электрических приводах для защиты электродвигателей от перегрузок.

Различия по конструктивному исполнению:

Серия АП. Так называемые апэшки – большие черные коробки из электротехнического пластика с двумя кнопками: ВКЛ (белая) и ВЫКЛ (красная). Реагируют на тепло и сверхтоки. Обычно используются в трехфазных сетях для защиты отдельных устройств. Надежная массивная конструкция, считающаяся устаревшей.
Серия ВА. Современное малогабаритное устройство с рычагом включения-выключения, расположенным горизонтально.
Автоматические предохранители. Заменили так называемые пробки с резьбовым цоколем Эдисона Е14. Так же устаревшая, но еще широко применяющаяся в бытовых электрических сетях конструкция.

Устройство автоматических выключателей

Принцип устройства коммутаторов, реагирующих на сверхтоки и перегрев, одинаково как для устройств типа АП, ВА или автоматических предохранителей. Выключатели типа ВА имеют клеммы с винтовым зажимом. К входной подключен подвижный контакт, который системой рычагов и пружин связан с рычагом управления.

Во включенном состоянии у него есть электрический контакт с электромагнитным расцепителем – соленоидом с подвижным сердечником-штоком. Проводник на его выходе соединен с еще одним элементом управления – биметаллической пластиной, упирающейся в шток. Дополнительным элементом устройства является дугогасительная камера – пакет пластин из электротехнического фибролита.

Расцепитель рассчитан на срабатывание при прохождении через его катушку тока определенного номинала. При достижении этого значения соленоид выталкивает шток и размыкает контакт. Обратите внимание, что биметаллическая пластина подключена к выходной клемме. Поэтому есть существенная разница в том, как поставить автоматический выключатель. Перевернутый вверх ногами, он перестает реагировать на короткое замыкание из-за дополнительного сопротивления пластины.

Автоматы дифференциального тока

Они называются УЗО – устройства защитного отключения. Внешне очень похожи на автоматы ВА, отличаясь только кнопкой «Тест». Принципиальные различия в устройстве электромагнитного расцепителя. Он построен на основе дифференциального трансформатора.

Его первичная обмотка составлена из двух катушек, к которым подключены фазный и нулевой провод. Вторичная обмотка соединена соленоидом. В обычном состоянии токи в фазном и нейтральном проводниках равны по величине, но противоположны по фазе. Они компенсируют друг друга, и в первичной обмотке не наводится электромагнитного поля.

При частичном пробое изоляции и соединении фазной линии с заземляющим контуром, баланс нарушается, в первичной обмотке возникает магнитный поток, порождающий электрический ток во вторичной. Соленоид срабатывает и размыкает контакт.

Так происходит если, например, человек берет рукой электроприбор, корпус которого замкнуло на фазу. Эти приборы не защищают ни от короткого замыкания, ни от перегрева, поэтому их ставят последовательно с автоматами ВА. И обязательно после них. Про правильное подключение читайте тут.

Дифференциальные выключатели

Их еще называют автоматическими выключателями дифференциального тока – аббревиатура АВДТ. В них совмещен автомат ВА и УЗО. Их применение упрощает электрическую схему и ее монтаж – вместо двух приборов можно поставить один.

Отличить АВДТ от УЗО можно по схематическому изображению на лицевой панели, что не всегда возможно из-за недостаточной технической грамотности, или по литере перед цифрой номинала и его величине. Подробнее об этом здесь.

На устройстве защитного отключения может быть написано, например, I_n 16A и I_∆n10 mA. Первое значение – номинальный ток цепи, в котором может работать устройство. Обратите внимание, что перед ним нет буквенной литеры. Второе – ток срабатывания, он никогда не превышает единицы ампер. АВДТ маркируется иначе: C16 10 mA. Литера С – это времятоковая характеристика.

Времятоковые характеристики автоматических выключателей

В зависимости от конструкции соленоида электромагнитного расцепителя автоматический выключатель может срабатывать с разной скоростью. Это и называется времятоковой характеристикой. Основными из них являются:

А – максимально быстрое срабатывание. Необходимо для защиты чувствительных к качеству электричества полупроводниковых схем. Прибор может работать только в паре со стабилизатором компенсационного типа. Дома лучше не использовать, поскольку стандарты качества для бытовых сетей невысокие, он будет постоянно срабатывать.
В – чувствительность повышенная, но время срабатывания снижено. Можно применять для защиты схем электропитания локальных вычислительных сетей.
С – самый распространенный тип прибора, использующийся в быту. Удовлетворительная чувствительность и средняя скорость срабатывания.
В – промышленный вариант с пониженной чувствительностью. Используется в сетях с большими амплитудами перепадов напряжения. Например, подключенных к тяговым подстанциям электротранспорта.

Автоматические выключатели – важный элемент электрической цепи. Эксплуатация электроустановок без них может привести техногенной катастрофе локального характера и несет угрозу жизни для обслуживающего персонала.

12 основных типов двигателей, используемых для промышленных электроприводов

Несколько слов об электрических приводах

Практически все современные промышленные и коммерческие предприятия используют электрический привод вместо механического привода, поскольку он обладает следующими преимуществами:

12 основных типов двигателей, используемых для Промышленные электроприводы (фото из презентации DOE Navigant Master)

Он прост по конструкции и требует меньших затрат на техническое обслуживание
Его скорость регулируется легко и плавно
Он аккуратный, чистый и не содержит дыма или дымовых газов
Его можно установить в любом удобном месте, что обеспечивает большую гибкость в компоновке.
Может управляться дистанционно
Компактный, занимает меньше места
Его можно запустить немедленно, без потери времени
Он сравнительно дольше жизнь.

Однако системе электропривода присущи два недостатка:

Он останавливается при отключении электричества и
не может использоваться в удаленных местах, не обслуживаемых электроснабжением.

Однако два вышеупомянутых недостатка можно преодолеть , установив дизельные генераторы постоянного тока и трехфазные генераторы переменного тока с турбинным приводом, которые могут использоваться как при отсутствии, так и при отказе от нормального электроснабжения.

Типы двигателей для промышленных электроприводов

Хорошо, давайте кратко рассмотрим двенадцать основных типов двигателей, используемых для различных промышленных электроприводов:

Двигатель серии постоянного тока
Параллельный двигатель постоянного тока
Накопительный составной двигатель
Трехфазный синхронный двигатель
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Двигатель с короткозамкнутым ротором
Асинхронный двигатель с скользящим кольцом
Однофазный синхронный двигатель
Однофазный серийный двигатель
Отталкивающий двигатель
Пуск конденсатора Индукционный пуск Двигатель
Пуск конденсатора и Запуск двигателя

1.Двигатель серии постоянного тока

Поскольку он имеет высокий пусковой крутящий момент и регулируемую скорость , он используется для тяжелых условий эксплуатации , таких как электровозы, сталепрокатные станы, подъемники, подъемники и краны.

Вернуться к Типам двигателей ↑

2. Шунтирующий двигатель постоянного тока

Он имеет средний пусковой момент и почти постоянную скорость.

Параллельный двигатель постоянного тока используется для привода линейных валов с постоянной скоростью, токарных станков, пылесосов, деревообрабатывающих станков, стиральных машин, лифтов, конвейеров, шлифовальных машин, малых печатных машин и т. Д.

Вернуться к Типам двигателей ↑

3. Накопительный составной двигатель

Накопительный составной двигатель — это двигатель с переменной скоростью и высоким пусковым моментом , который используется для привода компрессоров, центробежных насосов с регулируемым напором, роторных прессы, дисковые пилы, ножницы, элеваторы, непрерывные конвейеры и т. д.

Вернуться к Типам двигателей ↑

4. Трехфазный синхронный двигатель

Поскольку его скорость остается постоянной при переменных нагрузках , Трехфазный синхронный двигатель используется для привода непрерывно работающего оборудования с постоянной скоростью, такого как аммиачные и воздушные компрессоры, мотор-генераторные установки, непрерывные прокатные станы, бумажная и цементная промышленность.

Вернуться к Типам двигателей ↑

5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Этот двигатель довольно простой, но прочный и обладает высокой перегрузочной способностью. Он имеет почти постоянную скорость и плохой пусковой крутящий момент.

Асинхронный двигатель

с короткозамкнутым ротором используется для приводов малой и средней мощности , где управление скоростью не требуется, например, для водяных насосов, трубчатых колодцев, токарных станков, сверл, шлифовальных машин, полировальных машин, строгальных станков, вентиляторов, воздуходувок, стиральных машин и компрессоров. и т.п.

Вернуться к Типам двигателей ↑

6. Двигатель с двойной беличьей клеткой

Он имеет высокий пусковой момент, большую перегрузочную способность и почти постоянную скорость.

Двигатель с двойным короткозамкнутым ротором используется для привода нагрузок, требующих высокого пускового момента, таких как компрессорные насосы, поршневые насосы, большие холодильники, дробилки, расточные станки, текстильное оборудование, краны, пуансоны и токарные станки и т. Д.

Двигатель вентилятора с двойным короткозамкнутым ротором — 3 скорости; 110 В

Вернуться к типам двигателей ↑

7.Асинхронный двигатель с контактным кольцом

Обладает высоким пусковым моментом и большой перегрузочной способностью. Скорость асинхронного двигателя с контактным кольцом может быть изменена до 50% от его нормальной скорости.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом

используется для тех промышленных приводов, которые требуют высокого пускового момента и управления скоростью , таких как подъемники, насосы, намоточные машины, печатные машины, линейные валы, элеваторы, компрессоры и т. Д.

Индукционный двигатель с контактным кольцом мощностью 6000 кВт для испытательный стенд компрессора (фото: emz.de)

Вернуться к Типам двигателей ↑

8. Однофазный синхронный двигатель

Из-за своей постоянной скорости однофазный синхронный двигатель используется в телепринтерах, часах, всех видах устройств синхронизации, записывающих приборах, звукозаписи и воспроизводящие системы.

Синхронный двигатель / однофазный / IP65 (фото предоставлено directindustry.com)

Вернуться к типам двигателей ↑

9. Однофазный серийный двигатель

Обладает высоким пусковым моментом, и его скорость можно регулировать в широком диапазоне . Однофазный двигатель обычно используется для привода небольших бытовых приборов, таких как холодильники, пылесосы и т. Д.

Однофазный двигатель серии 1,0 кВт; 1000 Вт; 230 В

Вернуться к Типам двигателей ↑

10. Отталкивающий двигатель

Обладает высоким пусковым моментом и может регулировать скорость в широких пределах.

К тому же имеет высокую скорость при высоких нагрузках. Отталкивающий двигатель обычно используется для приводов, требующих большого пускового момента и регулируемой, но постоянной скорости, как в машинах для намотки спиралей.

Вернуться к типам двигателей ↑

11. Индукционный двигатель с конденсаторным пуском

Он имеет довольно постоянную скорость и умеренно высокий пусковой крутящий момент. Управление скоростью невозможно. Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском обычно используется для компрессоров, холодильников и небольших переносных подъемников.

Вернуться к Типам двигателей ↑

12. Конденсаторный двигатель запуска и запуска

Его рабочие характеристики аналогичны вышеуказанному двигателю за исключением того, что он имеет лучший коэффициент мощности и более высокий КПД .Следовательно, электродвигатели с конденсаторным пуском и пуском обычно используются для приводов, требующих бесшумной работы.

Hitachi конденсатор пусковой конденсатор рабочий двигатель

Вернуться к типам двигателей ↑

Ссылка // Справочник ASHRAE: системы отопления, вентиляции и кондиционирования 2004

автоматизация | Технология, типы, рост, история и примеры

Автоматизация , применение машин к задачам, которые когда-то выполнялись людьми, или, все чаще, к задачам, которые в противном случае были бы невозможны.Хотя термин «механизация» часто используется для обозначения простой замены человеческого труда машинами, автоматизация обычно подразумевает интеграцию машин в самоуправляемую систему. Автоматизация произвела революцию в тех областях, в которых она была внедрена, и едва ли есть какой-либо аспект современной жизни, на который она не повлияла.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? В этой викторине вы узнаете о гаджетах и технологиях — от компьютерных клавиатур до флэш-памяти.

Термин «автоматизация» появился в автомобильной промышленности примерно в 1946 году для описания все более широкого использования автоматических устройств и средств управления на механизированных производственных линиях. Происхождение этого слова приписывается Д.С. Хардеру, в то время инженеру Ford Motor Company. Этот термин широко используется в производственном контексте, но он также применяется за пределами производства в связи с множеством систем, в которых существует значительная замена человеческих усилий и интеллекта механическими, электрическими или компьютеризированными действиями.

В общем случае автоматизация может быть определена как технология, связанная с выполнением процесса с помощью запрограммированных команд в сочетании с автоматическим управлением с обратной связью для обеспечения надлежащего выполнения инструкций. Полученная система способна работать без вмешательства человека. Развитие этой технологии становится все более зависимым от использования компьютеров и компьютерных технологий. Следовательно, автоматизированные системы становятся все более изощренными и сложными.Продвинутые системы представляют собой уровень возможностей и производительности, которые во многих отношениях превосходят возможности людей выполнять те же действия.

Технология автоматизации достигла такой степени, что на ее основе развился ряд других технологий, получивших признание и собственный статус. Робототехника — одна из таких технологий; это специализированная отрасль автоматизации, в которой автоматизированная машина обладает определенными антропоморфными или человекоподобными характеристиками.Самая типичная человекоподобная характеристика современного промышленного робота — это его механическая рука с приводом. Рука робота может быть запрограммирована на выполнение последовательности движений для выполнения полезных задач, таких как загрузка и разгрузка деталей на производственной машине или выполнение последовательности точечной сварки на деталях из листового металла кузова автомобиля во время сборки. Как следует из этих примеров, промышленные роботы обычно используются для замены рабочих на фабриках.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

В этой статье рассматриваются основы автоматизации, включая ее историческое развитие, принципы и теорию работы, приложения на производстве и в некоторых сферах услуг и отраслей, важных в повседневной жизни, а также влияние на человека и общество в целом. В статье также рассматривается развитие и технология робототехники как важная тема автоматизации. По связанным темам см. Информатика и обработка информации.

Историческое развитие автоматизации

Технология автоматизации выросла из смежной области механизации, которая зародилась в период промышленной революции.Механизация означает замену силы человека (или животных) механической силой в той или иной форме. Движущей силой механизации была склонность человечества создавать инструменты и механические устройства. Здесь описаны некоторые важные исторические достижения в области механизации и автоматизации, которые привели к появлению современных автоматизированных систем.

Ранние разработки

Первые орудия из камня представляли попытки доисторического человека направить свою физическую силу под контроль человеческого разума.Несомненно, тысячи лет потребовались для разработки простых механических устройств и машин, таких как колесо, рычаг и шкив, с помощью которых можно было увеличить силу человеческих мышц. Следующим шагом была разработка механических машин, для работы которых не требовалась человеческая сила. Примеры этих машин включают водяные колеса, ветряные мельницы и простые устройства с паровым приводом. Более 2000 лет назад китайцы разработали отбойные молотки, приводимые в движение проточной водой и водяными колесами.Ранние греки экспериментировали с простыми реактивными двигателями, работающими от пара. Механические часы, представляющие собой довольно сложную сборку с собственным встроенным источником питания (гирькой), были разработаны около 1335 года в Европе. Ветряные мельницы с механизмами автоматического поворота парусов были разработаны в средние века в Европе и на Ближнем Востоке. Паровая машина стала крупным достижением в развитии механических машин и положила начало промышленной революции. За два столетия, прошедшие с момента появления парового двигателя Ватта, были разработаны двигатели и механизмы, которые получают энергию из пара, электричества, химических, механических и ядерных источников.

Каждая новая разработка в истории механических машин привносила повышенные требования к устройствам управления, чтобы использовать мощность машины. Самые ранние паровые машины требовали, чтобы человек открывал и закрывал клапаны, сначала для впуска пара в поршневую камеру, а затем для его выпуска. Позже был разработан золотниковый механизм для автоматического выполнения этих функций. Тогда единственной потребностью человека-оператора было регулирование количества пара, регулирующего скорость и мощность двигателя.Это требование к человеческому вниманию при работе паровой машины было устранено регулятором с летающим шаром. Это устройство, изобретенное Джеймсом Ваттом в Англии, представляло собой утяжеленный шар на шарнирном рычаге, механически соединенный с выходным валом двигателя. Когда скорость вращения вала увеличивалась, центробежная сила заставляла взвешенный шар перемещаться наружу. Это движение управляло клапаном, который уменьшал количество пара, подаваемого в двигатель, тем самым замедляя двигатель. Регулятор с летающим шаром остается элегантным ранним примером системы управления с отрицательной обратной связью, в которой увеличивающийся выход системы используется для уменьшения активности системы.

Отрицательная обратная связь широко используется как средство автоматического управления для достижения постоянного рабочего уровня для системы. Типичным примером системы управления с обратной связью является термостат, используемый в современных зданиях для регулирования температуры в помещении. В этом устройстве снижение температуры в помещении приводит к замыканию электрического переключателя, таким образом, включается нагревательный элемент. При повышении температуры в помещении переключатель размыкается и подача тепла отключается. Термостат можно настроить на включение нагревательного элемента при любой конкретной уставке.

Еще одним важным достижением в истории автоматизации стал жаккардовый ткацкий станок (см. Фотографию), который продемонстрировал концепцию программируемого станка. Около 1801 года французский изобретатель Жозеф-Мари Жаккар изобрел автоматический ткацкий станок, способный создавать сложные узоры на текстиле, управляя движениями множества челноков из нитей разного цвета. Выбор различных рисунков определялся программой, содержащейся в стальных картах, в которых были пробиты отверстия. Эти карты были предками бумажных карт и лент, которые управляют современными автоматами.Концепция программирования машины получила дальнейшее развитие в конце XIX века, когда Чарльз Бэббидж, английский математик, предложил сложную механическую «аналитическую машину», которая могла бы выполнять арифметические операции и обработку данных. Хотя Бэббидж так и не смог его завершить, это устройство было предшественником современного цифрового компьютера. См. Компьютеры.

Жаккардовый ткацкий станок
Жаккардовый ткацкий станок, гравюра, 1874 г. В верхней части машины находится стопка перфокарт, которые будут подаваться в ткацкий станок для управления ткацким узором.Этот метод автоматической выдачи машинных инструкций использовался компьютерами еще в 20 веке.
Архив Bettmann
Различные типы электрических переключателей и типы переключателей света
Магнитный переключатель с корпусом MLP.
Изображение предоставлено: MagneLink, Inc.
Электрические переключатели — это электромеханические устройства, которые используются в электрических цепях для управления мощностью, обнаружения, когда системы выходят за пределы их рабочих диапазонов, сигнализируют контроллерам о местонахождении элементов машин и деталей, обеспечивают средства для ручного управления функциями машины и процесса, управления освещением. , и так далее.Электрические переключатели бывают разных стилей и приводятся в действие рукой, ногой или при обнаружении давления, уровня или предметов. Переключатели могут быть простыми двухпозиционными или иметь несколько положений, которые, например, могут управлять скоростью многоскоростного вентилятора. Операторы переключателей могут быть разных форм и размеров, например переключатели или кнопки, и могут быть выполнены в различных цветах.
Типы электрических переключателей
Есть много разных типов электрических переключателей.Функция переключателя определяется количеством полюсов и ходом переключателя. «Полюса» — это отдельные цепи, которыми управляет переключатель (например, у «3-полюсного» переключателя три цепи управляются одним движением). «Броски» — это уникальные положения или настройки переключателя (например, «двойной переключатель» может работать в двух разных положениях, таких как включение / выключение, высокий / низкий уровень и т. Д.). Объединение количества полюсов и ходов дает краткое описание функции переключателя, поэтому функция, например, «однополюсного, двухходового» переключателя неявна.Типы переключателей обычно сокращаются для краткости, поэтому однополюсный двухпозиционный переключатель будет называться переключателем «SPDT».
Самый простой тип переключателя — это однополюсное одноходовое устройство (SPST), которое функционирует как двухпозиционный переключатель. Двухполюсные двухпозиционные переключатели (DPDT) обычно используются в качестве внутренних цепей изменения полярности. Переключатели до четырех полюсов и трех переключателей являются обычным явлением, а некоторые имеют перерывы.
Педальные переключатели
Ножные переключатели
— это электромеханические устройства, используемые для управления мощностью в электрической цепи с помощью давления ногой.Они часто используются на станках, где оператору нужны руки для стабилизации заготовки. Основные характеристики включают количество педалей, функцию переключения, номинальное напряжение и номинальный ток. Педальные переключатели находят применение во многих прессах, где ручное управление не может использоваться для запуска цикла. Они также широко используются в больничном и офисном оборудовании.
Реле уровня
Реле уровня
— это электромеханические устройства, используемые для определения уровня жидкостей, порошков или твердых тел.Они устанавливаются в резервуары, бункеры или бункеры и могут обеспечивать вывод в систему управления. В некоторых случаях они могут использоваться для непосредственного приведения в действие устройства, например реле уровня, используемого в бытовых отстойниках. Основные характеристики включают измеряемую среду, тип выхода, тип переключателя, номинальные значения напряжения и тока, а также материалы, из которых изготовлен корпус, шток и поплавок. Реле уровня широко используются в перерабатывающей промышленности для контроля уровня в резервуаре и бункере. Они также используются в повседневных приложениях.
Типы переключателей: Концевой выключатель на панели управления.
Изображение предоставлено: история инженера / Shutterstock.com
Концевые выключатели
Концевые выключатели
— это электромеханические устройства, предназначенные для механического определения движения и положения и подачи выходных сигналов на контроллер. Они доступны в виде выключателей без оболочки или в прочных корпусах, предназначенных для работы в жестких условиях производственного цеха. Основные характеристики включают тип привода, номинальное напряжение и ток. Множество типов приводов от стержней до нитевидных кристаллов гарантирует, что любой тип машины, компонента или заготовки может быть обнаружен концевым выключателем.Концевые выключатели используются во многих обычных бытовых машинах, таких как стиральные машины. В своей прочной форме они используются во многих типах производственных объектов, таких как сталелитейные и бумажные заводы.
Магнитные переключатели
Магнитные переключатели
, также известные как герконы, представляют собой тип электрических переключателей, в которых механизм замыкания переключателя приводится в действие при наличии или отсутствии магнитного поля. В типичной конструкции контакты переключателя обычно разомкнуты, когда магнитное поле не находится в непосредственной близости от переключателя, но затем контакты замыкаются для замыкания цепи при приложении магнитного поля или когда переключатель находится в непосредственной близости от магнитного поля. поле от постоянного магнита или катушки реле под напряжением.Одним из применений магнитных переключателей является обнаружение открытия и закрытия дверей и окон как часть системы безопасности.
Мембранные переключатели
Мембранные переключатели
— это электромеханические устройства на печатных платах, которые обеспечивают тактильное управление процессами и машинами без необходимости использования отдельных нажимных переключателей. Они часто разрабатываются специально для конкретного процесса. Основные характеристики включают тип схемы в сборе, тип привода и тип клеммы. Количество клавиш, графика, подсветка и дисплеи также могут быть важными характеристиками.Мембранные переключатели широко используются в коммерческих продуктах, где объединение всех функций управления в одном устройстве может снизить затраты по сравнению с использованием дискретных переключателей.
Реле давления
Реле давления
— это электромеханические устройства, используемые для измерения давления жидкости и подачи выходных сигналов на контроллер. В качестве чувствительного элемента они часто используют диафрагму. Основные характеристики включают тип давления, измеряемую среду, материал мембраны, соединение давления, минимальное и максимальное рабочее давление и максимальный ток переключения.Реле давления используются для поддержания давления в установленных пределах в системах смазки, где повышенное или пониженное давление может привести к повреждению машины.
Переключатели с вытяжной цепью
Выключатели
Pull Chain — это электромеханические устройства, которые управляются вручную и используются для включения и выключения цепи или переключения цепи при увеличении уровней мощности. Чаще всего они применяются в освещении, где они используются для переключения ламп. Тросовые переключатели используются в качестве устройств аварийной остановки.
Основные характеристики
включают функцию переключения, номинальные значения напряжения и тока, а также различные функции, характерные для приложений аварийной остановки, такие как обнаружение обрыва кабеля. Однопозиционный переключатель может использоваться для ручного управления верхним освещением и вентиляторами. В качестве тросовых выключателей они используются для устройств аварийной остановки, например, по длине ходового валка. Их иногда называют натяжками за веревку или за трос.
Кнопочные переключатели
Кнопочные переключатели
, также называемые кнопочными переключателями, представляют собой электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для переключателей и коммутационных схем.Это наиболее распространенная разновидность переключателей, используемых на промышленных панелях управления. Основные технические характеристики включают одно- или двухходовое переключение, тип контакта, тип монтажа, тип привода и диаметр выреза в панели. Вырез 30 мм — это обычный промышленный размер. Кнопочные переключатели составляют основную часть ручных переключателей, используемых в промышленных системах управления. Они доступны в различных формах и стилях, чтобы охватить практически любые сценарии ручного управления. В зависимости от ожидаемых условий окружающей среды, кнопочные переключатели могут быть оснащены защитными уплотнительными манжетами, которые предназначены для предотвращения проникновения посторонних веществ и частиц, таких как песок, грязь, пыль или даже жидкости, которые могут вызвать проблемы с надежностью переключателя. механизмы.
Типы переключателей света: кулисные переключатели.
Изображение предоставлено: Nowwy Jirawat / Shutterstock.com
Кулисные переключатели
Кулисные переключатели — это электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для переключения цепей. Положение оператора переключателя, поднятое или опущенное, дает быструю визуальную индикацию включенного или выключенного состояния цепи. Основные технические характеристики включают одноходовое или двухходовое переключение, тип монтажа, тип привода и размеры выреза в панели. Кулисные переключатели используются для ручного переключения во многих промышленных системах управления, а также для управления потребительскими товарами и офисной техникой.
Поворотные переключатели
Поворотные переключатели
— это электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для переключения цепей и выбора функций. Электрический поворотный переключатель может быть двухпозиционным, двухпозиционным или иметь несколько дискретных упоров. Основные характеристики включают количество полюсов, количество позиций, тип конструкции, тип монтажа и диаметр выреза в панели для переключателей, устанавливаемых на панели. Поворотные переключатели используются для обеспечения визуально проверяемых средств положения переключателя, позволяя операторам с первого взгляда определять, находится ли цепь под напряжением или нет.Их также называют лопастными переключателями.
Ползунковые переключатели
Ползунковые переключатели
— это электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для переключения цепей. Оператор переключателя выполнен в виде ползунка, который перемещается из положения в положение для управления состоянием цепи. Основные характеристики включают одно- или двухходовое переключение, тип монтажа и размеры выреза в панели. Ползунковые переключатели используются в электрическом и электронном оборудовании, где диапазон переключения может быть ограничен, и при этом важна экономия.Они обычно используются для кнопок включения-выключения или просто как общий переключатель управления.
Дисковые переключатели
Дисковые переключатели
, также называемые дисковыми переключателями, представляют собой электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для управления электрическими цепями с помощью вращающегося колеса. Они отображают числовое значение, соответствующее положению переключателя. Принцип работы и основные характеристики дискового переключателя включают количество положений, тип монтажа, тип привода, тип кодированного выхода и размеры выреза в панели.Дисковые переключатели широко используются в авиационной промышленности для управления полетом, контрольно-измерительной аппаратуры и контроллеров. Они также используются в испытательном и измерительном оборудовании и компьютерных устройствах.
Тумблеры
Тумблерные переключатели
— это электромеханические устройства с ручным управлением, используемые для переключения цепей. Работа тумблера приводится в действие рычагом, который сдвигается по небольшой дуге. Перемещение рычага вперед и назад открывает и замыкает электрическую цепь, а положение рычага дает быструю визуализацию состояния цепи.Основные характеристики включают одно- или двухходовое переключение, конфигурацию с 1, 2 или 3 осями, а в некоторых случаях — конфигурацию с переключением во всех направлениях или джойстиком, а также тип привода.
Тумблерный переключатель
широко используется в электронных панелях и контрольно-измерительных приборах, где требуется более широкий диапазон функций переключения, например, в распределительных щитах.
Настенные переключатели
Настенные переключатели
— это электромеханические устройства с ручным управлением, которые чаще всего используются в жилых и коммерческих зданиях для управления освещением.Они также используются для управления потолочными вентиляторами и электрическими розетками. Основные характеристики включают комбинированную функцию устройства, тип привода и дополнительные функции переключателя, такие как регулировка яркости, регулировка скорости вентилятора или переключение на основе таймера.
Настенные выключатели
специально разработаны для работы от сети и помещаются в стандартные электрические коробки. Они являются стандартными в жилищном и коммерческом строительстве. Разнообразие декораторов или дизайнерских стилей может отличить эти переключатели от промышленных переключателей, для которых эстетика менее важна.
Электрический переключатель — Области применения и отрасли
Электрические переключатели используются во множестве приложений во всех отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная, химическая, коммуникационная, морская, медицинская, военная, нефтехимическая и транспортная, а также в коммерческом и жилом секторах. Повсеместная технология, переключатели можно найти как часть пользовательского интерфейса почти для каждого электрического и механического продукта. Вот некоторые типичные места, где можно найти переключатели:
Контроль доступа / выхода
Самолет
Амперметры
Приборы
Тормозные системы
Конвейеры
Краны
Двери
Электропневматика
Аварийный останов
Эскалаторы
HVAC
Гидравлика
Зажигание / стартер
Инструменты
Станки
Двигатели
Пневматика
Сосуды под давлением
Управление процессами
Блокировка безопасности
Скрубберы
Сепараторы
Контроль скорости
Приямки
Танки
Трансформаторы
Клапаны
Вольтметры
Как правило, конкретное приложение помогает определить, какой переключатель лучше всего подходит для работы.Поскольку форм-фактор коммутатора очень важен, выбор не может быть сделан до тех пор, пока не будет определена цель.
Типы выключателей света — рекомендации
Полюса, броски и форм-фактор
Поскольку для разных приложений требуются переключатели разных типов — как по форм-фактору, так и по количеству полюсов и ходов — важно знать, для чего нужен коммутатор, до принятия решения о покупке.
Например, для простых типов переключателей света может потребоваться только один полюс и один ход, но он может принимать разные формы: тяговая цепь, кнопка, кулисный переключатель, поворотный, скользящий, тумблерный и знакомый настенный переключатель — все это обычное дело.Другим примером может быть реле уровня, используемое для определения того, приближается ли резервуар к своей вместимости; Этот тип переключателя имеет только один основной форм-фактор, но может иметь разные комбинации полюсов и ходов. Выбор переключателя должен производиться с учетом функций и целей всей системы.
Кроме того, имейте в виду, что разные форм-факторы будут иметь разные физические соображения — электрический поворотный переключатель будет иметь максимальную номинальную мощность, о которой вы должны знать, но реле уровня не будет, а реле давления будет иметь номинальное давление, которое стена переключать не буду.
Цена и качество
Цена на коммутатор
и качество сборки могут сильно отличаться. Самые простые и дешевые коммутаторы могут стоить всего несколько долларов, в то время как сложные системы могут стоить сотни за штуку. О качестве сложно судить, но сертификация по отраслевому стандарту гарантирует, что данный коммутатор соответствует определенным минимальным требованиям, установленным уважаемым агентством или правительством.
Нет важных различий между большинством новых, бывших в употреблении, восстановленных и восстановленных переключателей.Новые переключатели будут дороже, но должны иметь гарантию; бывшие в употреблении переключатели будут дешевле, но могут не иметь гарантии или иметь более низкую надежность. Этот компромисс должен быть тщательно взвешен, особенно для критически важных компонентов и приложений.
Имейте в виду, что эта категория относится к электрическим переключателям, а не к сетевым коммутаторам.
Электрические переключатели Важные атрибуты
Есть много качеств, влияющих на выбор переключателя, некоторые из которых уже обсуждались.Здесь дается описание многих важных характеристик. Эти атрибуты включают в себя как конструкцию переключателя, так и электрические характеристики.
Конструкция переключателя
Конструкция выключателя имеет первостепенное значение. От того, из чего он сделан и как он собран, будет зависеть, подходит ли коммутатор для конкретного применения.
Конфигурация схемы
Конфигурация схемы относится к количеству полюсов, ходов и разрывов переключателя.Переключатели обычно имеют от одного до четырех полюсов и от одного до трех ходов; у некоторых есть одиночные или двойные перерывы.
Покрытие контактов и клемм
Изготовленные из золота, никеля или серебра, материалы покрытия контактов и выводов могут повлиять на быстродействие, надежность и стоимость коммутатора. Покрытие клемм также может быть выполнено из олова или припоя.
Класс
P и рейтинг защиты NEMA
Степень защиты от проникновения (IP) и рейтинг корпуса Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) являются официальными рекомендациями, показывающими, в каких условиях может выдерживать корпус коммутатора.Более строгие оценки больше подходят для менее щадящих областей работы.
Тип крепления
Монтаж коммутатора определяет, как он может быть прикреплен к системе. Для обеспечения надлежащей подгонки и работы необходимо выбрать подходящий совместимый монтаж.
Электрические характеристики
В качестве электромеханических устройств важны электрические характеристики переключателя. Электрические характеристики переключателя определяют его способность надежно работать в приложенных электрических условиях.
Тип контакта
В переключающих переключателях используются два типа контактов: не замыкающие («размыкание перед замыканием» или BBM) и закорачивающие («замыкающее перед размыканием» или MBB). Переключающие переключатели без короткого замыкания прерывают одну переключающую цепь перед активацией другой; короткое замыкание переключающих переключателей на очень короткое время активирует обе цепи. Это может повлиять на работу схемы, поэтому выбор правильной схемы очень важен.
Текущий рейтинг
Номинальный ток обычно измеряется в миллиамперах (мА) или амперах (Амперах).Превышение этого рейтинга может вызвать серьезные отказы и представлять опасность.
Диэлектрическая прочность
Каждый переключатель имеет поляризованные изоляционные материалы, называемые диэлектриками. Электрическая прочность диэлектрика, измеряемая в вольтах (В), представляет собой наибольшее электрическое поле, которое оно может выдержать до того, как его изоляционная способность ухудшится.
Срок службы
Этот атрибут обычно отражает количество переключений, на которые рассчитано устройство, то есть количество циклов, на которые переключатель рассчитан на работу в условиях окончания срока службы из-за механической усталости.Более высокий ресурс означает, что коммутатор рассчитан на большее количество рабочих циклов, прежде чем потребуется его замена.
Номинальная мощность
Номинальная мощность, обычно измеряемая в вольт-амперах (ВА) или ваттах (Вт), представляет собой максимальную мощность устройства, с которой можно работать во время работы. Превышение этого номинала может вызвать чрезмерное нагревание внутри устройства, что может привести к выходу из строя переключателя, а также создать угрозу безопасности.
Номинальное напряжение
Измеренное в вольтах (В) номинальное напряжение — это максимальный уровень напряжения, с которым коммутатор может безопасно работать.Превышение этого номинала может вызвать дуговой разряд в переключателях, что приведет к короткому замыканию, отказу переключателя и потенциальным опасностям.
Электрические переключатели — сопутствующие товары
Датчики уровня и Уровнемеры часто действуют как датчики и исполнительные механизмы для реле уровня.
Сетевые коммутаторы связывают компьютеры, принтеры и другие устройства в сети или в различных частях сети и не подпадают под эту категорию.
Коммутаторы в сборе представляют собой серию переключателей целых механизмов, управляемых включенным переключателем.
Преобразователи преобразуют одну форму энергии в другую, часто используемую в качестве исполнительного механизма в реле давления.
RF-переключатели и S olid State Switches основаны на использовании полупроводниковых устройств, таких как диоды, для блокировки прохождения электрического тока или радиочастотных сигналов.
Типы переключателей — дополнительные ресурсы
Ниже приведены некоторые дополнительные ресурсы и полезные ссылки, касающиеся электрических переключателей.
Общие
Прочие электротехнические изделия
Прочие «виды» статей
Больше от компании Electric & Power Generation
Типы двигателей и принцип их работы (для коммерческого и промышленного применения)
Двигатели — это механические или электромеханические устройства, преобразующие энергию в движение.Энергия в форме электрической, гидравлической или пневматической преобразуется во вращательное или линейное движение, а затем выводится на вал или другой компонент передачи энергии, где она обеспечивает полезную работу. Электродвигатели включают разновидности переменного или постоянного тока, которые далее подразделяются на электродвигатели специального назначения, включая мотор-редукторы, шаговые двигатели, серводвигатели и линейные двигатели. Гидравлические и пневматические двигатели используют жидкость (масло, воздух) в качестве движущей силы. Химические двигатели включают подвесные двигатели для использования на лодках и ракетных двигателях, оба из которых используют внутреннее сгорание и часто называются двигателями.Электродвигатель, используемый для приведения в движение небольших рыбацких лодок, называется троллинговым двигателем. Ни одна из этой последней группы здесь не обсуждается.
Типы двигателей (и принцип их работы)
Двигатели переменного тока
Двигатели переменного тока
— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным током для создания вращательного движения. Вращение обеспечивает механическую работу для привода других вращающихся машин, таких как насосы. Для облегчения взаимозаменяемости доступны стандартные размеры корпуса с разным диапазоном мощности. Корпуса могут варьироваться от простых открытых конструкций до взрывозащищенных невентилируемых конструкций, обычно полностью закрытые с вентиляторным охлаждением (TEFC).Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели переменного тока составляют значительную часть используемых сегодня двигателей и приводят в действие насосы, вентиляторы, компрессоры и т. Д. Диапазон размеров от машин с малой мощностью до 20 000 л.с. Двигатели переменного тока будут одно- или трехфазными.
Трехфазные машины классифицируются по конструкции ротора: с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором. В конструкции с короткозамкнутым ротором используются медные или алюминиевые стержни ротора, закороченные концевыми кольцами, и в определенном смысле они представляют собой настоящие индукционные машины — своего рода вращающийся трансформатор.Роторы с обмоткой используют проволочные роторы, количество полюсов которых равно количеству полюсов статора, а контактные кольца обеспечивают метод вставки сопротивления для запуска и для изменения скорости. Пуск трехфазных машин при полном напряжении или через линию возможен примерно до 200 л.с., после чего часто требуется метод пониженного напряжения, особенно для двигателей, которые запускаются часто, из-за заметного падения напряжения, влияющего на освещение. , двигатели прочие и др.
Однофазные двигатели используются в основном в диапазонах дробных л.с.Они не запускаются автоматически и могут быть сгруппированы по способу запуска. Наиболее широко используемая конструкция — двигатель с расщепленной фазой — использует две обмотки статора для получения пары несбалансированных токов обмотки, при этом вспомогательная обмотка отключается, когда двигатель приближается к синхронной скорости. Конденсаторный двигатель вставляет конденсатор во вспомогательную обмотку, который в случае конденсаторной пусковой машины выпадает, когда двигатель приближается к рабочей скорости, а в случае двухзначного конденсаторного двигателя переключается на второй конденсатор по мере приближения. скорость бега.В конструкции постоянного разделенного конденсатора вспомогательная обмотка и конденсатор остаются под напряжением на рабочей скорости. Наконец, в двигателе с экранированными полюсами используются неравномерно разделенные полюса с экранирующими катушками, которые заставляют вращающееся поле перемещаться в направлении заштрихованного полюса (т. Е. Необратимо). Двигатели с расщепленными полюсами — одни из самых дешевых из однофазных машин. В синхронизирующих устройствах используются синхронные однофазные двигатели.
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей полной статьей о типах двигателей переменного тока.
Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока — это электромеханические устройства, приводимые в действие постоянным током для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для приведения в движение других вращающихся машин, таких как подъемники, с разными скоростями. Определенные схемы проводки могут создавать сильный крутящий момент на низкой скорости, что делает их пригодными в качестве тяговых двигателей для локомотивов, хотя они в значительной степени были заменены двигателями с регулируемой частотой вращения. Точно так же двигатели тележек для гольфа неуклонно переделываются от щеточных конструкций к более продвинутым формам с электронными приводами.Для облегчения взаимозаменяемости доступны стандартные размеры корпуса с разным диапазоном мощности. Корпуса могут быть от простых открытых до взрывозащищенных, невентилируемых. Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели постоянного тока находят множество применений в игрушках и потребительских товарах и широко используются автопроизводителями. Они находят обслуживание на лифтах, вилочных электропогрузчиках и конвейерах, где нагрузки с постоянным крутящим моментом являются нормальным явлением. Двигатели постоянного тока доступны как в щеточной, так и в бесщеточной (с постоянными магнитами) конструкциях, причем последние требуют для работы электронных приводов и контроллеров.
Традиционные щеточные двигатели постоянного тока классифицируются на основе возбуждения, используемого в обмотке возбуждения, с тремя основными различиями: шунтирующие, последовательные и составные. Шунтовые двигатели имеют низкий пусковой момент, низкую перегрузочную способность, минимальное изменение скорости в ответ на нагрузку и плохую стабильность при нулевой нагрузке. Серийные двигатели обладают высокими пусковыми моментами, высокой перегрузочной способностью, значительным изменением скорости в зависимости от нагрузки и хорошей стабильностью при нулевой нагрузке. Составные двигатели находятся где-то между двумя другими по характеристикам, хотя они также остаются стабильными при нулевой нагрузке.
Для двигателей постоянного тока мощностью более 3/4 л.с. необходимо использовать стартеры для ограничения пускового тока во избежание возгорания коммутаторов.
Мотор-редукторы
Мотор-редукторы
— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу, которая затем понижается через встроенный редуктор для привода других вращающихся машин, таких как конвейеры или упаковочные машины. Мотор-редукторы используются там, где требуется, чтобы двигатели и редукторы скорости обеспечивали высокий крутящий момент на низких скоростях.За счет интеграции этих двух компонентов мотор-редукторы достигают КПД по размеру, устраняют внешние муфты, улучшают сопротивление смыванию и т. Д. Часто редукторы взаимозаменяемы между производителями. Хотя мотор-редукторы редко используются для больших двигателей, они довольно часто имеют дробную мощность. Они доступны с различными типами выходных валов с выбором среди двигателей переменного тока, щеточных и бесщеточных двигателей постоянного тока.
Шаговые двигатели
Шаговые двигатели
— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным током для создания вращательного движения и позиционирования.Как правило, шаговые двигатели не включают в себя контур обратной связи, как серводвигатели, а вместо этого достигают управления положением, поворачивая ротор двигателя на дискретное количество шагов. Они специфичны для приложений управления движением. Шаговые двигатели используются в приложениях позиционирования, где важно удерживать позицию, и используются на упаковочных машинах, принтерах и т. Д., Где потеря положения из-за перегрузки не критична и где важна экономия.
Серводвигатели
Серводвигатели
— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для вращения и позиционирования.Серводвигатели используют контур обратной связи для управления радиальным положением ротора двигателя по отношению к его статору. Они специфичны для приложений управления движением. Серводвигатели используются в приложениях для позиционирования, где первостепенное значение имеет плавное управляемое движение, например, в промышленных роботах. Во втором примере упаковочная машина может использовать серводвигатель для индексации точного количества упаковочной пленки в зону формования, где в прошлом такая подача могла регулироваться с помощью механического индексатора с приводом от двигателя.
Линейные двигатели
Линейные двигатели
— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для создания линейного, а не вращательного движения. Линейное движение полезно в приложениях, где можно использовать воздушный цилиндр, но где требуется большая точность и обратная связь по положению, или где движение может изменяться от хода к ходу. Конфигурация двигателя и форма движка / ползуна также могут быть проблемой. Линейные двигатели используются в упаковочных машинах, сборочных машинах, подъемно-транспортном оборудовании и в различных областях медицинского оборудования.
Пневматические двигатели
Пневматические двигатели
— это механические устройства, приводимые в действие давлением воздуха для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся машин, таких как приемные бобины и инструменты. Пневматические двигатели используются там, где есть источник сжатого воздуха, и там, где необходим постоянный крутящий момент независимо от скорости, например, на приемной бобине на упаковочной машине. Они также используются во взрывоопасных средах, где считаются искробезопасными.
Гидравлические двигатели
Гидравлические двигатели
— это механические устройства, приводимые в действие жидкостью для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся элементов, таких как ведущие колеса экскаватора тяжелого оборудования. Гидравлические двигатели широко используются в строительной технике, где требуется вращательное движение от компактного устройства, а гидравлическая энергия уже доступна. Гидравлические двигатели могут быть лопастными, шестеренчатыми или поршневыми, как и гидравлические насосы. Двигатели LSHT или низкоскоростные двигатели с высоким крутящим моментом доступны у некоторых производителей.Модифицированный электродвигатель лопаточного типа, называемый электродвигателем роторного упора, имеет более низкое трение и лучшее уплотнение, чем эквивалентный электродвигатель с крыльчаткой.
Различные области применения двигателей и отрасли
Среди двигателей переменного, постоянного, шестеренчатого, пневматического и гидравлического двигателей они обеспечивают вращательное движение, в то время как шаговые, сервомоторы и линейные двигатели обеспечивают позиционирование. Электродвигатель переменного тока — вероятный выбор для привода насоса; двигатель постоянного тока хорошо подходит для привода барабана крана, где важна регулируемая скорость; мотор-редукторы выполняют те же функции, что и двигатели постоянного и переменного тока без покрытия, за исключением того, что они имеют встроенные редукторы; а воздушные и гидравлические двигатели удовлетворяют аналогичные потребности в ситуациях, когда электричество нецелесообразно или неприемлемо.
Позиционирование — это область трех других типов, что означает, что эти типы используются там, где элементы машины необходимо перемещать в точные места. В то время как машины вращательного движения охватывают весь спектр размеров от очень маленьких субфракционных единиц HP до самых больших машин, превышающих NEMA, шаговые, сервомоторы и линейные двигатели обычно имеют максимальную мощность в несколько лошадиных сил и превосходят меньшие размеры.
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются в промышленности. В них используются роторы с короткозамкнутым ротором (бесщеточные), которые создают магнитные поля в обмотках полюсов, которые затем взаимодействуют с магнитными полями обмоток статора, вызывая вращение.Скорость двигателя переменного тока зависит от количества полюсов и частоты подаваемого напряжения, особенно часто встречаются 1800 (4-полюсный) и 3600 об / мин (2-полюсный). Фактическая скорость немного отстает от номинальной скорости вращающегося магнитного поля или линейной скорости и зависит от нагрузки. Синхронные двигатели переменного тока точно соответствуют скорости вращающегося поля независимо от нагрузки, но их применение обычно ограничивается особыми случаями, когда это важно, например, в двигателях-генераторах. Другой синхронный двигатель, так называемый двигатель переменного тока с постоянными магнитами, использует ту же технологию с постоянными магнитами, что и бесщеточные конструкции постоянного тока, для создания синхронных двигателей переменного тока, которые доступны в дробных и интегральных размерах л.с.Эти двигатели требуют электронных приводов. Двигатели переменного тока по своей сути не подходят для управления скоростью, хотя существует ряд методов как в конструкции двигателя (с фазным ротором), так и в схеме контроллера, чтобы сделать возможным управление скоростью. Несколько обмоток — это один из способов получения двухскоростного асинхронного двигателя. Частотно-регулируемые приводы могут обеспечивать плавную регулировку скорости. Также доступны различные пускатели, такие как устройства плавного пуска, которые помогают снизить воздействие запуска двигателя, например, на бутылки на конвейерной линии.
Другой двигатель переменного тока, получивший название универсального или двигателя переменного тока серии , используется во многих устройствах, таких как пылесосы, дрели, вакуумные системы и т. Д. Он использует те же щетки и коммутатор, что и двигатель постоянного тока, но может работать от переменного тока. ток также, потому что направление переключения тока возбуждения в точности совпадает с направлением коммутируемого тока якоря. Они имеют тенденцию к шуму при работе и лучше всего подходят для периодического использования, например, в электроинструментах, из-за износа щеток, но они могут регулировать скорость.
Двигатели постоянного тока предлагают внутреннее регулирование скорости в силу своей конструкции и использования нечастотного постоянного тока в качестве движущей силы. В двигателе постоянного тока обычно используются щетки для подачи постоянного тока на ротор. Контролируя уровень постоянного напряжения, оператор может напрямую управлять скоростью двигателя. Двигатели постоянного тока этой конструкции, иногда называемые коллекторными двигателями для установленного на валу коммутатора, на котором движутся щетки, используются в автомобилях и в основном в небольших приложениях.В своих больших размерах они используются в приложениях, где регулирование скорости является обязательным: подъемники и краны, станки, прессы и т. Д. С появлением более сильных магнитов стали популярными двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, которые обходятся без щеток. Эти двигатели несколько ограничены по размеру, примерно в одну лошадиную силу в верхней части, и для их электронного переключения требуются приводы. Прорези между зубьями обмотки статора вызывают явление, известное как «зубчатость», а конструкция без зазоров представляет собой попытку преодолеть это явление.Доступны определенные конструкции с постоянными магнитами, которые обеспечивают высокий крутящий момент на низких скоростях, например, двигатели BLDC типа блинов, которые особенно подходят для роботизированных приложений. Существуют также небольшие двигатели постоянного тока, называемые микродвигателями, которые используются в электронных устройствах и т.п., часто питающихся от батареи.
Мотор-редукторы доступны как блоки переменного и постоянного тока, как правило, в небольших размерах, где практично тесное соединение двигателя и коробки передач. Мотор-редукторы доступны с различными редукторами, такими как параллельный вал, прямой угол, планетарный редуктор и т. Д.
Шаговые двигатели предназначены для позиционирования. В их роторах используются постоянные магниты, которыми можно управлять через дискретные промежутки времени, возбуждая поле статора. Шаговый двигатель нуждается в контроллере / приводе для работы. Шаговые двигатели обычно имеют угол поворота 1,8 или менее градусов для каждого шага, но они могут быть дополнительно подразделены за счет использования так называемых микрошаговых контроллеров. Конструкция двигателя также играет роль в разрешающей способности шагового двигателя — количестве шагов на оборот — при этом 5-фазные двигатели предлагают большее количество шагов, чем 2-фазные двигатели.Шаговые двигатели обеспечивают относительно недорогой способ имитации позиционирования сервоприводов, хотя, как правило, им не хватает обратной связи по положению. Шаговые двигатели обычно могут удерживать нагрузку в остановленном состоянии, что является преимуществом для приложений позиционирования.
Серводвигатели — это позиционеры с истинной обратной связью, которые включают энкодеры для передачи информации о положении обратно своим контроллерам. Они контролируют как скорость, так и точность за счет использования контуров обратной связи. Специальный серводвигатель, называемый моментным двигателем, предназначен для приложения крутящего момента к валу без необходимости его вращения, что может потребоваться для поддержания постоянного натяжения натяжного устройства полотна.Конструкция позволяет двигателю создавать крутящий момент при остановке без перегрева. Его также можно использовать для прямого доступа к индексным таблицам.
Линейные двигатели лучше всего рассматривать как роторные двигатели, которые были «развернуты» для создания роторов, движущихся по линейным путям. Обычно они управляются сервоприводом, но также могут быть основаны на шаговом двигателе и использоваться для позиционирования и точного управления скоростью, чего нельзя достичь с помощью более дешевых средств, таких как воздушные цилиндры и т. Д. Некоторые производители предлагают линейные двигатели, которые также могут вращаться.Как и для любого серво- или шагового двигателя, для линейных двигателей требуются электронные приводы / контроллеры.
Пневматические двигатели просто приводятся в действие воздухом, а не электричеством и обычно используются в пневматических инструментах, таких как пневматические ключи и т. Д. Пневматические двигатели используются там, где требуется постоянный крутящий момент, например, на приемных барабанах на машинах для обработки полотна. Они также используются во взрывоопасных средах, поскольку считаются искробезопасными. Скорость пневмодвигателя можно несколько изменить, дросселируя впускной клапан, что дает возможность бесплатно регулировать скорость при использовании, например, на подъемнике.
Гидравлические двигатели приводятся в действие гидравлической жидкостью и обычно используются на вращающихся элементах строительного оборудования, например, на колесных двигателях. Они мощные для своего размера, легко переворачиваются и регулируются по скорости. Для них требуются источники гидравлической энергии, которая на строительной технике с приводом от двигателя обычно осуществляется в виде гидравлических насосов / систем. Стационарные станции с меньшей вероятностью будут иметь гидравлическую энергию, доступную в качестве коммунальных услуг, поскольку они будут использовать сжатый воздух, но для них доступны так называемые гидравлические силовые агрегаты.
Соображения
Двигатели переменного и постоянного тока доступны в стандартных типоразмерах NEMA, что делает эти двигатели взаимозаменяемыми. Их иногда называют интегральными агрегатами высокого давления или просто средними машинами. Двигатели также бывают в виде дробных блоков HP, получивших название FHP или, проще говоря, малых, и имеют нестандартную конструкцию за пределами встроенных рамок NEMA, иногда называемых большими машинами. IEC предлагает аналогичные стандартизированные моторные корпуса и подразделения метрических размеров.
Варианты защиты
обычно указываются в одной из двух форм: кода или классификации NEMA и кода IEC.Большинство двигателей представляют собой полностью закрытые двигатели с вентиляторным охлаждением, сокращенно TEFC, но существует множество разновидностей от открытых, каплезащищенных (ODP) до полностью закрытых, невентилируемых (TENV). Код IEC обеспечивает аналогичную классификацию с помощью двузначного цифрового кода, первый из которых определяет защиту корпуса от твердых предметов, а второй — уровень защиты от проникновения влаги. Например, двигатель со степенью защиты IP67 считается пыленепроницаемым и водонепроницаемым. Погружные двигатели, охлаждаемые иммерсивной жидкостью, доступны для скважинных насосов и т.п.
NEMA также делает различие между двигателями, работающими в непрерывном и прерывистом режиме. Двигатель с прерывистым режимом работы спроектирован для нечастого использования с достаточным охлаждением между пусками, как это может быть в случае с воздушным компрессором нижнего уровня, который также имеет рабочий цикл менее 100%. Также существует пятибуквенная рейтинговая система NEMA для описания работы двигателя, например «A», которая может использоваться для вентилятора, который не нужно запускать под нагрузкой, или «C», который подходит для конвейер, который, вероятно, запустился бы под нагрузкой.
Эти же коды могут применяться и к другим типам двигателей, особенно к редукторным, шаговым и серводвигателям.
Варианты монтажа включают монтаж на основании или на лапах и лицевой монтаж. В первом варианте двигатели поддерживаются на собственных основаниях — часто на одной раме с приводным оборудованием, тогда как во втором варианте двигатели прикреплены к корпусам ведомого оборудования, что иногда используется с насосами. Некоторые двигатели специально разработаны для работы в вертикальной ориентации.Эти так называемые специализированные двигатели предназначены для привода насосов и особенно подходят для работы в ограниченном пространстве, например, на борту судов.
Номинальные скорости и мощность являются основными характеристиками для определения двигателей ротационного типа. Количество фаз тоже важно, обычно одна или три.
Важные атрибуты и критерии выбора
Тип двигателя
Для блоков переменного тока основной выбор — между асинхронными и синхронными машинами. Двигатели с тормозом — это асинхронные машины со встроенными тормозами, которые могут удерживать нагруженный двигатель на месте.Для машин постоянного тока основной выбор — между бесщеточными агрегатами и агрегатами, в которых используются щетки. Мотор-редукторы предлагают многие из этих вариантов.
Ориентация на отрасль / предполагаемое применение
Многие двигатели предназначены для использования в обычных условиях, в то время как некоторые из них обладают специальными функциями или характеристиками, позволяющими использовать их в определенных областях применения. NEMA определяет множество двигателей специального назначения, в том числе для вентиляторов и воздуходувок, деревообрабатывающих станков и т. Д. Производители часто классифицируют свои двигатели специального назначения по этим линиям, т.е.например, работа на ферме, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, промывка и т. д. Специалисты по спецификации двигателей могут полагаться на эти атрибуты, чтобы сузить выбор, выходя за пределы диапазона двигателей общего назначения. Один пример — 400 Гц. двигатели, предназначенные для авиационной и космической техники. В некоторых приложениях, таких как вибраторы для погрузочно-разгрузочных работ, могут использоваться электрические или пневматические двигатели.
Вращение вала
Обычно трехфазные асинхронные двигатели реверсивны. Многие из них могут работать в противоположном направлении, переключая провода в месте их подключения к двигателю.Некоторые двигатели, особенно небольшие синхронные двигатели, используемые для управления заслонкой и т. Д., Являются однонаправленными, но часто могут быть указаны как вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки. Вращение двигателя обычно определяется, если смотреть со стороны привода (DE), то есть конца двигателя на стороне нагрузки или соединенной стороне. Для нереверсивных двигателей постоянного тока, однофазных двигателей переменного тока, синхронных и универсальных двигателей обычное направление — CW.
Напряжение двигателя
Двигатели среднего напряжения обычно работают от 2300 или 4000 вольт.Меньшие трехфазные двигатели общего назначения могут работать от источников питания 208–230 или 460 вольт. Однофазные двигатели обычно работают от источника питания 115 или 230 В.
Расчетный класс по NEMA
NEMA поддерживает ряд номинальных характеристик двигателя, в которых указывается изоляция и превышение температуры, которое он должен выдерживать.
Конструкция вала
Валы двигателей и могут быть заказаны со шпоночными пазами или плоскими шлицами для крепления муфт и т. Д. Они также могут быть короче стандартных валов. Валы также могут иметь резьбу для крепления резьбовых крепежных элементов.
Ресурсы
Торговые ассоциации
Нормы и стандарты
Стандартов на двигатели
слишком много, чтобы их перечислить, но читатель может обратиться к организациям по стандартизации, таким как NEMA, IEC и NFPA (Nat’l Fluid Power Assn.), За их исчерпывающими сборниками стандартов на двигатели. В выборку вошли:
Размеры крепления гидронасоса / двигателя и привода SAE J744
Двигатели и генераторы NEMA MG1
Малые электродвигатели NEMA SEM S1
IEC 60034 Вращающиеся электрические машины
NEMA ICS 16 Двигатели с управлением движением / положением, управление, обратная связь
Внешние ссылки
Сводка
Это руководство дает общее представление об электродвигателях и двигателях с гидравлическим приводом, а также об их выборе и использовании в различных средах.Для получения дополнительной информации о дополнительных продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Прочие изделия из двигателей
Больше от Machinery, Tools & Supplies
Системы автоматизации производства | Продукты и решения
Предлагая широкий спектр технологий автоматизации и обработки, включая контроллеры, приводы, устройства распределения и управления, электроэрозионные станки, электронно-лучевые станки, станки для лазерной обработки, компьютеризированные числовые контроллеры и промышленных роботов, Mitsubishi Electric помогает повысить производительность — а качество — до заводского цеха.Кроме того, наши обширные сервисные сети по всему миру обеспечивают прямую связь и всестороннюю поддержку клиентов.
Модельный ряд
Контроллеры
Программируемые контроллеры
— MELSEC
ПЛК серии Q оснащены функцией нескольких ЦП, что позволяет устанавливать несколько ЦП одновременно. Эта возможность позволяет создавать конфигурации системы, соответствующие масштабу и целям производственной площадки.
Простые прикладные контроллеры
Серия FX может быть легко использована везде, где требуется контроль: дома, в офисе или на заводе.
Контроллеры движения
Контроллеры
, обеспечивающие высокоточное управление позиционированием. Сервопривод управляется через высокоскоростную сервосеть SSCNET, что упрощает сложное синхронное управление.
Компьютеризированные контроллеры с числовым программным управлением — ЧПУ
ЧПУ
являются ядром станочных систем, которые в обрабатывающей промышленности обычно называют «материнской машиной». ЧПУ Mitsubishi Electric оснащены новейшим центральным процессором и высокоскоростной оптической сервосистемой для обеспечения высокоскоростной и высокоточной обработки.Они способствуют повышению производительности в автомобильной и ИТ-отраслях, а также во многих других отраслях.
Анализатор регистрации данных
— MELQIC
Анализатор регистрации данных MELQIC — это мощное устройство, которое проверяет продукты и записывает данные. Оптимальная программа проверки может значительно сократить тактовое время процесса проверки. MELQIC также может гибко реагировать на модификации линии.
Приводные изделия
Сервоприводы переменного тока — MELSERVO
Системы
MELSERVO сочетают в себе серводвигатель и усилитель и идеально подходят для управления движущимися частями различных машин и оборудования (скорость, крутящий момент, центровка, геометрическое положение и т. Д.). Они вносят свой вклад в развитие конкурентоспособных устройств, как движущие силы для промышленных машин.
Преобразователи
— FREQROL
Преобразователи общего назначения серии FREQROL позволяют легко и просто изменять скорость трехфазных асинхронных двигателей. Обширный модельный ряд обеспечивает оптимальное управление и энергосбережение в широком диапазоне машин.
Визуализация
Человеко-машинные интерфейсы (HMI) —GOT
Человеко-машинный интерфейс (HMI) —GOT ЧМИ серии GOT были разработаны для обеспечения максимального удобства использования.Они способствуют удовлетворению потребностей наших клиентов в повышении эффективности, производительности и создании добавленной стоимости, позволяя им отслеживать информацию от ПЛК, ЧПУ и других продуктов FA, а также изменять различные данные через HMI.
SCADA MC Work
MC Works64 может контролировать работу предприятия и поддерживать эффективную работу предприятия. Это интегрированное программное обеспечение, обеспечивающее множество функций и усовершенствованные пользовательские интерфейсы, подходящие для областей социальной инфраструктуры.
Промышленные роботы
Промышленные роботы — MELFA
Меньшие, легкие и быстрые роботы, способные справляться с более тяжелыми грузами, как с точки зрения веса, так и с точки зрения функциональности. Передовые разработки Mitsubishi Electric включают добавление специального двигателя и контроллера, оснащенного набором микросхем T64-bit RICS. Модели в линейке теперь оснащены функцией обнаружения столкновений и используются для автоматизации растущего числа производственных объектов, где они вносят свой вклад в производство с добавленной стоимостью.
Низковольтные распределительные устройства
Автоматические выключатели низковольтные
Автоматические выключатели Mitsubishi Electric без предохранителей и автоматические выключатели утечки на землю соответствуют международным стандартам, включая европейские и китайские стандарты. Широкий спектр продуктов, включая новую экологически чистую серию WS-V, отвечает различным потребностям наших клиентов в энергосбережении и экономии места.
Контакторы и пускатели двигателей
Электромагнитные контакторы используются для управления (пуска / остановки) станков, кондиционеров, осветительного оборудования и т. Д.Mitsubishi Electric предлагает широкий ассортимент контакторов для различных применений управления.
Приборы для контроля мощности
Измерители управления питанием
Широкий спектр измерительных устройств Mitsubishi Electric подходит для различных приложений, таких как количественная оценка, измерение, отображение, запись и мониторинг электроэнергии, тока и напряжения на заводах и в зданиях.
Вспомогательные устройства для энергосбережения
Поддержка мероприятий по энергосбережению путем «визуализации» решения с помощью устройств поддержки энергосбережения.
Распределительные устройства среднего напряжения
Высоковольтные автоматические выключатели переменного тока и высоковольтные контакторы переменного тока
Отвечает требованиям охраны окружающей среды, безопасности, энергосбережения и международным стандартам.
Реле защиты
Незаменимые реле защиты для повышения надежности систем распределения электроэнергии. Предлагаем соответствующую продукцию для различных промышленных областей.
Обрабатывающие станки
Станки для лазерной обработки
Mitsubishi Electric имеет обширный модельный ряд станков для лазерной обработки, от станков для двумерной обработки до станков для трехмерной обработки, сверления отверстий и станков для обработки больших деталей. Все они обеспечивают беспрецедентный уровень точности и скорости для обработки различных материалов практически любой формы и размера. Ожидается система полного обслуживания, включающая консультации по продукту, обучение по продукту, разработку программного обеспечения для индивидуального программирования, послепродажное обслуживание и многое другое.Являясь ведущим игроком на мировом рынке, эти продукты предлагают более короткое время обработки, впечатляющую экономию энергии и поразительное качество поверхности.
Станки для лазерной обработки 2D
Станки для лазерной обработки 3D
Станки лазерные сверлильные
Электроэрозионные машины — EDM
Современные EDM компании Mitsubishi Electric используются в процессах производства медицинского оборудования, полупроводников, электронных устройств и т. Д.Множество инновационных технологий используется для обеспечения высокоточной и быстрой обработки, которая не только расширяет диапазон производственных приложений, но также способствует производству надежных, высококачественных продуктов, обеспечивающих оптимальную производительность.
Электроэрозионный токарный станок
Электроэрозионный станок для проволоки
Сверло для тонких отверстий EDM
Микроискровое покрытие — MS покрытие
Электронно-лучевые машины — EBM
Электронно-лучевые аппараты Mitsubishi Electric, используемые в различных процессах, от прецизионной сварки, легирования и модификации поверхности до пайки, представляют собой новые приложения с высокой добавленной стоимостью в различных областях промышленности, в частности в автомобильной промышленности.Электронно-лучевые машины также применяются в передовых сегментах ИТ-индустрии, где они используются для микросварки компонентов электронных устройств.
Для получения дополнительной информации
Промышленная автоматизация: детали машин за движением
Ищете руководство по деталям машин, используемых в автоматизации производства? На технологии автоматизации интересно смотреть, но сложно задуматься. Если вы работаете в производственной среде, вам может потребоваться знать, что создает эти завораживающие автоматические движения в хорошо работающей машине.Без знания принципов, лежащих в основе механического, электрического и электронного распределения энергии, трудно представить, как части машины работают вместе, чтобы продвигать работу без вмешательства человека.

Этот автомат, являющийся примером гибкой автоматизации, может выполнять сложную работу снова и снова:

В наши дни рабочие на производстве носят много головных уборов. Ваши обязанности обширны и разнообразны.По мере увеличения количества средств автоматизации и распространения искусственного интеллекта производственный цех становится все более сложным. Хотя вы не можете нести ответственность за автоматическое обслуживание оборудования, вам может потребоваться знание деталей машины по разным причинам.
В зависимости от типа производства и размера бизнеса вопросы, связанные с технологиями автоматизации, могут перетекать на руководителей и агентов по закупкам. Владельцам бизнеса и финансовым менеджерам необходимо понимать преимущества новых технологий автоматизации управления.Не может быть видения на будущее или планов действий без понимания технологии и ее влияния на конкурентные преимущества.
Принципы автоматизации нетрудно понять. Изучение основ технологий автоматизации является преимуществом для всех, кто живет в эпоху подключений.

Этот фундаментальный обзор предназначен для тех, кому необходимо улучшить свои навыки в отношении компонентов автоматизированных машин. Разделив машину на категории, вы получите общее представление о том, как компоненты работают по отдельности и вместе в системах.К счастью, даже уникальные машины имеют похожие компоненты. Понимание компонентов и того, как они работают в системе машины, сделает прогнозирование, закупку, обслуживание, заказ запасных частей, устранение неполадок и ремонт проще, быстрее и продуктивнее.
Содержание:
Введение в детали автоматизированных машин
Добро пожаловать в «Промышленная автоматизация: детали машин, лежащие в основе движения». Вы собираетесь получить базовый обзор технологий автоматизации на уровне компонентов через призму простых научных концепций.
Что такое автоматизация?
Автоматизированные машины предназначены для выполнения определенных рабочих задач без вмешательства человека. Это достигается за счет использования энергии, мощности и силы для воздействия на движение и управления им.
Энергия — это способность создавать движение на расстоянии. В автоматизации конструкторы машин заботятся о количестве энергии, необходимом для завершения работы от начала процесса до конца. Компоненты машины — это средство передачи энергии по машине для завершения работы.Некоторые компоненты призваны сохранять энергию за счет механического преимущества, в то время как другие преобразуют механическую, электрическую, химическую и солнечную энергию по мере необходимости.
Мощность — это скорость перемещения или расхода энергии за определенный промежуток времени.
Сила — это толкающее или притягивающее взаимодействие между объектами. Сила может использоваться в компонентах машины для управления движением, направлением и формой
Движение должно создаваться и ограничиваться автоматизированным оборудованием.Автоматизированная задача не может быть выполнена без компонентов, которые инициируют движение, и компонентов, которые ограничивают или смягчают его, например, демпфирующего устройства.
Как контролируется движение?
Возбуждение и управление движением лежит в основе автоматизированной машины. Управление движением машины включает в себя отдельные компоненты и подсистемы компонентов, которые взаимодействуют вместе для перемещения груза и завершения работы. Обычно управление движением относят к подполе автоматизации.

Ключевые компоненты управления движением:
По мере того, как современные машины развиваются с прецизионными сервосистемами, программируемыми контроллерами автоматизации (PAC) и робототехникой, есть эксперты, которые заявляют, что все компоненты машины в системе важны для управления движением. Для достижения оптимальной производительности все компоненты машины должны взаимодействовать с точностью и точностью для управления движением.
Используя приведенную выше машину в качестве примера, конструкция машины будет включать компоненты, которые управляют энергией, мощностью, силой и движением для перемещения работы от станции к станции.Управление движением распространяется по всей машине.
Компоненты автоматизации машин:
Сегодняшняя автоматизация состоит из комбинации структурных, механических, управляющих, полевых и коммуникационных компонентов. Мы рассмотрим каждую из них и соответствующие им детали машин. Давайте начнем с самых основных концепций и перейдем к самым сложным.
Конструкционные детали машин
Структурные компоненты — это метафорические кости автоматизированной машины.Конструкция обеспечивает опорную основу для всех компонентов машины. Ключевой функцией конструкции станка является минимизация вибрации, что обеспечивает максимальную точность производства или инструмента. Хорошо спроектированная конструкция машины контролирует вибрацию, уравновешивая жесткость машины и ее нагрузочную массу. Этот баланс позволяет удерживать часть станка, не связанную с инструментами, жесткой и легкой.
Конструкция машины разработана для повышения производительности, точности и экологической эффективности. Структурные компоненты достигают этого, поддерживая детали машины и передавая нагрузку на раму, уменьшая ненужное движение и уменьшая трение между механическими частями.
В этом видео обратите внимание, как каждый станок требует точных движений для выполнения задачи обработки. Если присутствует недопустимая вибрация, это может отрицательно повлиять на движения инструмента и детали конструкции могут выйти из строя из-за неравномерных нагрузок и сдвига.

Рама машины
Рамы
разработаны специально для задач машины и условий окружающей среды. Опора и безопасность рассчитываются с учетом веса оборудования и груза, а также конструкции и состава материала рамы и опор.Рамы обычно изготавливаются из стали и, в зависимости от окружающей среды, может применяться порошковое покрытие или дополнительная базовая плита или две для уменьшения коррозии. Основания каркаса могут быть стационарными или мобильными. Стационарные рамы можно прикрепить к полу для большей устойчивости.

Дополнительные соображения по конструкции рамы включают:
каркас для монтажа деталей
Посмотрите это видео, чтобы увидеть пример рамы станка, на которой крепится инструмент:

Крепежные изделия
Крепежные детали — это устройства, которые соединяют компоненты.Крепежные детали, такие как винты, гайки, болты, шайбы, петли и заклепки, создают непостоянные соединения. Дизайнер вашей машины выбрал крепежные детали, исходя из их формы и функциональности. Ваши заботы будут включать профилактическое и профилактическое обслуживание, замену сломанных креплений и дополнительных опор для оборудования. Проверка рамы на предмет ненужных вибраций снизит вероятность повреждения и поломки крепежа. Если все же произошло повреждение, обязательно замените крепеж на другой с правильным номиналом.

контроль лишних вибраций
визуальный осмотр сопутствующих компонентов

Уменьшите количество отказов крепежа с помощью:
обеспечение соответствия качества застежки ожидаемым характеристикам формы и функции
Избегайте чрезмерной или недостаточной затяжки
Примеры крепежных деталей:
Сварка
Сварные соединения прочно соединяют два или более металлов.При правильной конструкции и установке сварные соединения обеспечивают стабильность за счет равномерного распределения рабочих напряжений по раме машины, между компонентами и в сочетании с крепежными деталями.

Сварные соединения и крепеж:
Сварное соединение будет сравнительно прочнее, но легче, чем скрепленное соединение.
Создание или ремонт сварного шва требует квалифицированного персонала или профессиональных сварщиков.
Рама сварная Сварщик

Наконечник — Не пытайтесь добавить или стабилизировать компонент или произвести ремонт, если вы не знакомы с конструкцией конструкции машины или задействованных компонентов.Вызовите профессионала.

Коробки и корпуса для электрических панелей
Коробки и кожухи электрических панелей — это конструкции, которые обеспечивают контроль окружающей среды для машин, деталей и операторов. Эти корпуса предназначены для организации и защиты хрупких компонентов от движения пыли, грязи, масла и воды. Соответствуя отраслевым стандартам, корпуса обеспечивают безопасность операторов и защиту компонентов. Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) установила рейтинги защиты в различных средах.
Магазин электротехнических шкафов
Вот 3-минутное видео с подробностями о корпусах NEMA:

Хотите узнать больше об электрических шкафах? Прочтите наш блог TecTalk «Упрощенные электрические шкафы | Рейтинги, материалы и аксессуары NEMA».
Механические устройства
Далее мы рассмотрим механические детали машин.При механическом распределении мощности механические части могут быть прикреплены или приварены непосредственно к раме, чтобы уменьшить нестабильность и воспользоваться дополнительной опорой.
Независимо от того, насколько сложна технология автоматизации, будут присутствовать основы одной или нескольких простых механических конструкций. В типичной автоматизированной машине, работающей в сочетании с электрическими и электронными устройствами и внутри них, есть механические компоненты, разработанные на основе простых концепций машины.
Шесть простых машин:
Рычаг — это жесткий стержень, который поворачивается и уравновешивается на опоре (шарнире или шарнире).Расположение точки опоры относительно концов штанги повлияет на механическое преимущество рычага.
Колесо и ось тесно связаны с простыми рычагами и современными зубчатыми передачами. С помощью этого инструмента большая окружность колеса привязана к меньшей окружности оси, поэтому оба вращаются вместе с точкой опоры в центре колеса. У вас есть механическое преимущество плюс возможность совершить полный оборот оси.
Наклонная плоскость экономит энергию, позволяя поднимать или опускать объект с меньшей силой, чем при физическом подъеме и опускании. Механическое преимущество определяется углом наклона. Это ключевой момент при использовании автоматизации для перемещения предметов на конвейере с одного уровня на другой.
Клин может разделять две поверхности, как дверной упор, разделять две поверхности, как топор, или соединять и закреплять, как гвоздем или винтом.Механическое преимущество достигается за счет длины уклона к ширине.
Шкив является продолжением колеса и оси. Добавив к колесу ремень, веревку, цепь или шнур, можно перемещать объект вверх, вниз, назад или вперед. Механическое преимущество достигается за счет добавления дополнительных шкивов, известных как блокировка и захват. Дополнительные шкивы и ремни увеличивают подъемную силу без дополнительных физических усилий.
Винт представляет собой крутящий момент, превращенный в линейное действие, которое регулирует высоту или глубину — представьте навинчивающуюся крышку или клапан (кран).Механическое преимущество винта зависит от окружности винта и шага резьбы. Чем меньше шаг между резьбами винтов, тем больше механическое преимущество.
Механические или механизированные компоненты увеличивают прилагаемую силу, чтобы завершить работу с меньшими затратами энергии, что обеспечивает механическое преимущество. Если входная сила меньше выходной силы, вы получаете механическое преимущество. Механические силовые передачи предназначены либо для создания и управления крутящим моментом, либо для определения векторного разрешения силы.
Механические части машины взаимодействуют вместе как сложная машина по:
Вот пример механических частей, работающих вместе с двигателем для достижения преимущества механической мощности. Двигатель вращает один вал, но вал с помощью подшипников может передавать мощность на несколько устройств через шкивы и шестерни.

Тяга
Два или более стержня соединены (шарнирными соединениями, шарнирами скольжения или шарнирами и шарнирами) с одним стержнем, имеющим фиксированную точку.Когда одна ссылка перемещается, другие следуют относительно фиксированной ссылки. Четырехрычажная навеска чаще всего применяется в машиностроении. Роботизированные захваты могут быть сконструированы из рычажных механизмов, шестерен и штифтов.
Вал
Простое определение вала — это шток или шест. Многие инструменты включают вал, например отвертку. Вал имеет круглое поперечное сечение, которое может быть сплошным или полым в зависимости от применения. В машине вал может быть таким же простым, как удлинение ручки дверной муфты или сложным вращающимся элементом, который принимает и / или передает мощность.В тяжелых условиях эксплуатации вращающийся вал будет поддерживаться подшипниками с обоих концов, а между валом и подшипниками будет нанесена смазка масляной пленкой для дальнейшего уменьшения трения.
Подшипник (и)
Благодаря множеству доступных опций подшипники предназначены для уменьшения трения между движущимися частями и контроля нежелательного движения без нарушения желаемого движения. Для радиального вращения, как и в валах, подшипники имеют круглое поперечное сечение и зажаты между вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным кольцом.Другие движения, достигаемые с помощью подшипников, включают линейное движение ящиков, сферическое вращение шаровых шарниров и шарнирных движений дверей.
Хотите узнать больше о линейных подшипниках? Прочтите наш блог TecTalk «Руководство по линейным подшипникам и рельсовым направляющим».
Система передач

Зубчатые передачи передают движение и мощность к другим механическим компонентам машины и между ними. Системы зубчатых колес сильно различаются и маркируются в соответствии с формой, конструкцией зуба и конфигурацией осей.
Муфта
Муфты
— это устройства, которые соединяют части машинного оборудования и обеспечивают свободное перемещение от одной части к другой. Правильно спаренная муфта прослужит долгие годы и не передаст напряжение или отказ на сопряженные компоненты. При замене муфты важно правильно подобрать размер. Избыточный или заниженный размер приведет к неэффективной конструкции. Чтобы определить правильную муфту для работы, необходимо тщательно продумать роль конкретной муфты.Существует множество вариантов с различными атрибутами, из которых можно выбирать, включая передачу крутящего момента, скорость приложения и выравнивание.
Конвейер
Конвейер — это механическое погрузочно-разгрузочное устройство, которое перемещает продукты между точками с минимальными усилиями. Конвейер состоит из рамы, опоры, приводного устройства, подшипников и конвейерной поверхности, которая может состоять из ленты, роликов или колес. Приводимый в действие двигателем, силой тяжести или вручную, тип конвейера, его рама и компоненты могут быть сконфигурированы в различных формах и снабжены компонентами для обратной связи.Следует позаботиться о том, чтобы поверхность конвейера оставалась свободной от уноса материала, чтобы рабочие компоненты оставались прозрачными и чистыми.
Это видео является отличным примером современных механических и конструкционных компонентов в сочетании с электрическими и электронными элементами управления.

Электрические компоненты
Движение машин в автоматизированной системе использует различные электрические средства и среды для обеспечения и поддержки передачи энергии.Типичная автоматизированная машина использует комбинацию электрических, электронных и электромеханических технологий для перемещения груза.
Эти технологии выполняют определенные функции в автоматизированном оборудовании и представлены множеством полевых устройств. Некоторые устройства предназначены для обеспечения электрического или электромеханического толчка, в то время как другие обеспечивают электронную сигнализацию. Различия между устройствами заключаются в схемах и дополнительных компонентах внутри.
Электрооборудование
Электрические устройства предназначены для направления электроэнергии для энергоснабжения и распределения электроэнергии.Эти устройства преобразуют электрический ток в свет, тепло или движение. Если устройство строго использует электричество для энергоснабжения и распределения электроэнергии, оно считается электрическим.
Обычно эти устройства находятся в шкафу управления станком. Переменный ток (AC) течет из основного электрического источника в распределительную коробку машины. Электрические устройства предназначены для управления подачей тока в машину по цепям. Электрическая цепь представляет собой петлю, которая проводит поток энергии к нагрузке и обратно.
Электрическая цепь состоит из четырех основных частей:
Источник питания обеспечивает энергией нагрузку и состоит из следующих компонентов:
Напряжение — Обеспечивает толчок электрических зарядов. Это давление, которое перемещает электрический заряд.
Ток — Возникновение напряжения создает ток электронов. Без напряжения не было бы тока.
Сопротивление — Электропроводность основания влияет на сопротивление удару.Степень сопротивления зависит от размера и состава основы.
Проводник обеспечивает проход. Электрическая энергия передается по металлическим проводам, таким как медь и алюминий.
Переключатель управляет цепью, добавляя метод переключения между разомкнутым и замкнутым, следовательно, включенным или выключенным.
Нагрузочное устройство является частью контура цепи. Мощность течет через устройство, активируя его.
Электронные устройства
В высшей степени согласованная взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением позволяет еще лучше контролировать цепи и дает возможность получать более значимые результаты.
Закон Ома гласит [V (напряжение) = I (ток) x R (сопротивление)]
Мы контролируем любую из этих переменных, контролируя две другие. Это подводит нас к электронным компонентам.
Электронные компоненты — это инструменты, используемые для управления этими переменными и, следовательно, схемой. Добавляя активный и пассивный электронный компонент в типичную электрическую схему, мы манипулируем электрическим током для создания сигналов, которые передают связь между электронными машинными устройствами.В зависимости от электронного компонента используются возможности усиления сигнала, вычислений и передачи данных.
Ключевые компоненты конструкции электронной схемы:
Конденсатор — компонент с двумя выводами, который накапливает энергию в электрическом поле электростатически.
Резистор — пассивный двухконтактный компонент, обеспечивающий электрическое сопротивление в цепи.Снижает напряжение и ток.
Диод — устройство с двумя выводами, которое ограничивает поток тока в одном направлении, например обратный клапан. Когда-то он в основном состоял из вакуумной трубки с газом, но теперь он почти полностью заменен полупроводниковым материалом и считается твердотельным компонентом.
Транзистор — трехконтактное устройство, выполняющее две функции. Сделанный из полупроводникового материала, он действует как переключатель или усилитель для электронных сигналов, контролируя поток напряжения и тока.Считается твердотельным компонентом.
Преобразователь — Преобразователи — это устройства, которые преобразуют энергию из одной формы в другую. Приводы — это одна из форм преобразователя. Преобразователи действуют как сенсоры, поскольку они принимают, реагируют и передают системные сигналы, как при использовании в качестве термопары.
В современной автоматизации электронные устройства содержат специализированные интегральные электронные схемы, которые образуют систему схем. Схемы рассредоточены по полупроводниковому материалу пластины и упакованы внутри микросхемы.Полупроводниковые материалы не являются проводниками или изоляторами. Полупроводник находится между ними. Эта технология популярна, потому что ее носителями заряда (электронами и дырками) легко управлять с помощью внутренних (легирование бором или фосфором) и внешних (температура, свет и т. Д.) Факторов.
Устройства, полностью основанные на полупроводниковых компонентах, считаются твердотельными. Современные транзисторы и диоды, интегральные схемы, светодиоды (LED) и жидкокристаллические дисплеи (LCD) — все это твердотельные компоненты.На рынке два примера твердотельных устройств, используемых в автоматизации, включают реле и датчики. Эти устройства изначально продавались и продаются в электромеханическом исполнении. Твердотельные устройства выполняют те же функции, что и их электромеханические аналоги, за исключением движущихся частей.
Электромеханические устройства
Электромеханическим считается устройство, имеющее как механический, так и электрический компонент. Эти устройства преобразуют электрическую энергию в механическое движение.Механическое движение также можно использовать для создания электрического выходного сигнала, примером чего является пьезоэлектрическая технология.
Электромеханические компоненты широко используются в современной автоматизации, но находятся под угрозой из-за технологий, которые предлагают приведение в действие без движущихся частей, таких как твердотельные. На данный момент электромеханические и электромагнитные исполнительные элементы по-прежнему пользуются спросом из-за более низкой цены и других преимуществ. Преимущество использования электромеханического компонента заключается в его способности коммутировать более высокие токи нагрузки без помощи дополнительных деталей для охлаждения контура.Твердотельные компоненты часто требуют дополнительных радиаторов, чтобы избежать перегрева схемы
Защита цепи
Устройства защиты цепей защищают промышленное оборудование от избыточного количества энергии, которое может вызвать повреждение и / или проблемы с безопасностью. Это важная часть любой автоматизированной системы.
Автоматические выключатели
Автоматические выключатели автоматически предотвращают короткие замыкания, а также опасные или избыточные значения температуры и тока в электрических системах.Они прерывают подачу энергии к неисправному оборудованию, что защищает компоненты и проводку от повреждений.
Магазин для автоматических выключателей
Выключатели
Выключатели-разъединители
обеспечивают максимальную безопасность персонала, гарантируя, что цепь полностью обесточена для обслуживания.
Магазин выключателей

Органы управления двигателем
Электрическое управление требуется для всех двигателей, от простого включения / выключения до сложных приложений с регулируемой скоростью.
Линейные реакторы
Сетевые реакторы — это электромагнитные устройства, используемые в качестве индукторов для защиты частотно-регулируемых приводов (ЧРП) и других устройств от электрических помех, таких как скачки напряжения, скачки и переходные процессы. Сетевые дроссели могут ограничивать ток и вредные гармоники от привода.
Цех линейных реакторов

Если реле предназначены для работы в качестве переключателей в ситуациях низкого напряжения, контакторы включают и выключают ток в ситуациях высокого напряжения.Они используются для переключения двигателей, конденсаторов и другого сильноточного дренажного оборудования. Контакторы выбираются в соответствии с номинальной мощностью нагрузки и используются для управления электрическими нагрузками без обеспечения защиты от перегрузки.
Магазин контакторов
Частотно-регулируемые приводы (ЧРП)
VFD или инвертор — это привод управления движением, который управляет двигателем, преобразуя переменный ток в постоянный ток, а затем регулируя частоту и напряжение. Они регулируют скорость двигателя в соответствии с требованиями к мощности, что обычно приводит к экономии энергии.
Магазин частотно-регулируемых приводов
Силовые компоненты
Компоненты
Power обеспечивают стабильное, безопасное и эффективное электроснабжение ваших электрических устройств.
Трансформаторы
Трансформаторы буферизуют, контролируют или регулируют напряжение переменного тока для гибкого управления мощностью от входной до выходной. Они доступны для различных напряжений переменного тока, токов и типов подключения.
Цех трансформаторов
Источники питания
Блок питания предназначен для преобразования электрического тока от источника к характеристикам требуемой нагрузки.
Магазин блоков питания
Кнопки
Кнопка управляет потоком электричества между двумя контактами. Действие включения или выключения зависит от того, является ли оно нормально разомкнутым (NO) или нормально замкнутым (NC). Кнопки часто имеют цветовую маркировку в зависимости от функции, чтобы не запутать оператора. При отсутствии электрических цепей кнопки могут быть соединены механическими связями для выполнения нескольких действий, таких как запуск или остановка другой схемы кнопок.
Магазин кнопок
Реле
Реле — это электрический или электронный переключатель, который размыкает и замыкает цепи. Цепи управляются размыканием и замыканием контактов в другой цепи. Реле обычно используются для переключения меньших токов и не используются с энергопотребляющими устройствами.
Электромеханический против. Твердотельные реле (SSR)
Электромеханические реле идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации и могут работать при переменном или постоянном токе, в то время как твердотельные реле могут работать только в одном или другом.Они также являются более экономичным выбором, если есть ограничения по стоимости, однако твердотельные реле имеют бесконечный срок службы из-за отсутствия движущихся частей. Магазин твердотельных реле
Хотите узнать о твердотельных реле? Прочтите наш блог TecTalk «Твердотельные реле: 3 причины для перехода».
Реле с выдержкой времени
Реле с временной задержкой выполняют ту же функцию, что и типичное реле управления, но со встроенной временной задержкой.Вместо того, чтобы открывать и закрывать выходы при подаче напряжения на катушку, они открываются и закрываются до или после определенного времени.
Магазин реле с выдержкой времени
Сенсорные переключатели
Сенсорный переключатель — это устройство, которое преобразует физическое значение (вход) в электрический сигнал (выход). Активным элементом датчика является преобразователь. Датчики — жизненно важная часть автоматизации. Система управления зависит от датчиков сырых данных для размыкания и замыкания цепи.
Датчики
выбираются на основе экологических и экономических факторов, а также характеристик датчика. В области автоматизации вы можете ожидать найти широкий спектр датчиков, которые получают доступ и сообщают о функциях машины, включая движение, давление, температуру, свет,
.
Датчики приближения
Датчик приближения обнаруживает и измеряет физические атрибуты без прикосновения. Собранные измерения передаются обратно в устройство управления, которое, в свою очередь, устанавливает команду вывода.Индуктивные датчики обнаруживают только металлические объекты, емкостные датчики обнаруживают металлические и неметаллические объекты, а ультразвуковые датчики обнаруживают как прозрачные, так и очень темные объекты.
Магазин индукционных датчиков | Магазин емкостных датчиков | Магазин ультразвуковых датчиков

Фотоэлектрические датчики
Фотоэлектрические датчики используют луч света для определения присутствия, отсутствия или расстояния до объекта. Эти датчики обычно используются для обнаружения больших расстояний или неметаллических объектов.Наиболее распространенные типы фотоэлектрических датчиков включают рассеянный, световозвращающий и сквозной луч.
Магазин фотоэлектрических датчиков
Гидравлические силовые устройства
Гидравлические и пневматические технологии относятся к гидравлической энергии. Гидравлическая энергия — это метод передачи энергии. Поскольку ни один метод не является лучшим для всех видов автоматизации, гидравлическая энергия обычно работает в сочетании с передачей электрической и механической энергии.
Преимущества гидравлической энергии перед передачей электрической и механической энергии:
Производит линейное движение без механической помощи вращающего устройства
Обеспечивает высокий крутящий момент при меньших габаритах
Регулирующие клапаны — это экономичный вариант управления
Может быть сконфигурирован для большей безопасности в воспламеняющихся средах
Гидравлические и пневматические технологии схожи, так как гидравлические и пневматические технологии обладают существенными различиями.Они оба направляют жидкость для передачи энергии и имеют общие терминологию и категории компонентов, но на этом сходство заканчивается. Разница между пневматикой и гидравликой заключается в типе жидкости. Для передачи энергии пневматика направляет газы, а гидравлика — жидкости. Различия в средах создают серьезные различия в результатах и приложениях.
Пневматические компоненты
Пневматика
может обеспечить более мягкое и мягкое давление, необходимое для многих автоматизированных задач.Пневматическая технология использует сжатый воздух или другой инертный газ для передачи энергии при срабатывании. Пневматические системы — простое решение для тех операций, которые требуют быстрого реагирования и передачи энергии в непосредственной близости.
При сравнении пневматических систем с другими моделями трансмиссии преимущества включают доступ к недорогим компонентам, простоту установки и неограниченный доступ к атмосферным газам (воздуху). Хотя воздух бесплатный, эта технология требует дополнительных затрат.Воздух внутри системы необходимо сжать и очистить.
Для сжатия газа требуется много энергии, поэтому долгосрочные эксплуатационные расходы могут быть выше, чем с другими моделями передачи энергии. Также необходимо подготовить сжатый воздух, чтобы вода и загрязняющие вещества не попали в вашу систему. Вам нужно будет применить фильтры и осушители воздуха, чтобы система оставалась чистой и сухой.
Воздушные клапаны
Клапаны помогают останавливать и запускать поток воздуха в пневматической системе.Они могут быть ручными, как донный клапан, или электрическими, как соленоидный клапан.
Магазин пневмоклапанов

Подготовка воздуха
Компоненты подготовки воздуха обеспечивают максимальную производительность и работоспособность пневматической системы, обеспечивая чистый и сухой воздух с регулируемым давлением. Воздушные фильтры защищают работу машины, очищая поступающий воздух. Регуляторы воздуха обеспечивают постоянное давление для оптимальной работы пневматических устройств.Пневматические лубрикаторы позволяют уменьшить утечку, замедлить износ и увеличить скорость пневматических деталей. Комбинированные блоки FRL (фильтр / регулятор / лубрикатор) объединяют эти функции в одном блоке.
Цех подготовки воздуха
Воздушные цилиндры

Цилиндры перемещают груз по прямой линии с помощью штока поршня. Сжатый воздух толкает или втягивает шток поршня в цилиндр и из него. Два основных параметра пневматических цилиндров включают ход и размер отверстия.Под ходом понимается расстояние, на которое выдвигается поршень или шток цилиндра, когда он приводится в действие. Отверстие относится к диаметру пневматического цилиндра. Чем больше размер отверстия, тем большее давление или сила может оказывать цилиндр.
Магазин пневмоцилиндров
Хотите узнать больше о пневматических компонентах? Прочтите наш блог TecTalk «Пневматические компоненты: промышленное руководство».
Гидравлические компоненты
Гидравлические системы обеспечивают постоянное усилие и крутящий момент в приложениях, где требуются более высокие усилия, чем могут генерировать пневматические или электромеханические системы.В гидравлических системах для передачи мощности используется сжатая жидкость, обычно масло (гидравлическая жидкость). Эта жидкая энергия является умножителем силы, и ею легко манипулировать с помощью простых кнопок и рычагов управления.
Благодаря небольшому количеству движущихся частей и простоте управления гидравлика может быть безопасной, простой и экономичной. У использования масел Liquid Power есть свои недостатки. Перед выбором гидравлической системы важно понять опасности и общий беспорядок гидравлических жидкостей в вашей производственной среде.Гидравлические линии протекают и могут разорваться, что может привести к травмам рабочих. Также существует возможность возгорания в опасных средах.
Гидравлическая жидкость
Гидравлическая жидкость, помимо силовой передачи, выполняет четыре функции. Эти функции заключаются в передаче тепла для охлаждения, удалении загрязнений, герметизации и смазке.
Гидравлические клапаны
Гидравлические клапаны направляют поток жидкости через систему и активируются электронным или механическим способом.Эти клапаны регулируют поток жидкости от насоса к другим гидравлическим компонентам и обычно используются для управления направлением гидроцилиндра или двигателя.
Гидравлические цилиндры
Гидравлические цилиндры — это механические приводы, которые обеспечивают однонаправленную силу посредством однонаправленного хода. Два основных типа цилиндров — сварные и стяжные.
Гидравлические насосы
Гидравлические насосы вызывают движение и поток жидкости и преобразуют механическую энергию в энергию жидкости.
Устройства управления
Сложные системы автоматизации легче понять, если их разбить на части. Чтобы лучше общаться в производственном цехе, заводской персонал относится к деталям машин по уровням. В автоматизации компоненты и системы управления — это те, которые передают данные устройствам полевого уровня, которые, в свою очередь, завершают действие или возвращают информацию. Логический компонент или программное обеспечение в системах управления или компонент ПЛК предназначен для сканирования входов, сканирования кода и установки выходов для полевых устройств на основе заранее запрограммированных инструкций.
Промышленные контроллеры
предназначены для приема входных сигналов и передачи предварительно запрограммированных инструкций устройствам полевого уровня. Существует два типа управления — непрерывное и дискретное.
При непрерывном управлении параметры и переменные являются аналоговыми и непрерывными. Аналоговые сигналы являются переменными и имеют более одного состояния, не только «включено» и «выключено», но также и между ними. При дискретном управлении используются двоичные цифровые сигналы. Цифровые сигналы либо «включены» (двоичная 1), либо «выключены» (двоичная 2).
Поскольку как непрерывное, так и дискретное управление вводом / выводом используются в современной автоматизации для управления множеством функций машины, многие системы управления спроектированы так, чтобы обмениваться данными в обоих типах сигналов с помощью схем преобразования или компонентов.
Человеко-машинный интерфейс (HMI)
HMI — это программируемые машинные интерфейсы. Это устройство позволяет оператору напрямую подключаться к системе машины для контроля входов и выходов и управления.
Магазин человеко-машинного интерфейса
Хотите узнать больше о HMI? Прочтите наш блог TecTalk «Понимание HMI».
Программируемый логический контроллер (ПЛК)
ПЛК чаще всего используются в автоматизации, где есть ограниченный человеческий вклад и нет необходимости в расширенных интерфейсах. Это раннее устройство управления, обычно программируемое с использованием релейной логики, было разработано так, чтобы быть удобным для пользователя. Если вы понимаете логику проводного реле, вы будете чувствовать себя как дома, программируя это устройство.Программирование может выполняться с вашего ПК через последовательное или USB-соединение.
Магазин ПЛК
Хотите узнать больше о ПЛК? Прочтите блог TecTalk «Объяснение ПЛК».
Ввод / вывод полевой шины
Fieldbus состоит из серии сетевых полевых устройств, которые последовательно обмениваются данными по шине 31,25 кГц. В системе fieldbus устройства могут обмениваться данными между собой и главной системой управления с помощью одной пары проводов.При использовании fieldbus ваши данные не ограничиваются измеряемой переменной, но также включают диагностические данные, информацию о состоянии и аварийные сигналы.
Магазин для ввода / вывода Fieldbus
Хотите узнать больше о вводе-выводе Fieldbus? Прочтите наш блог TecTalk «Общие сведения о системах ввода-вывода Fieldbus».
Продукция промышленной безопасности
Рост автоматизации производственных цехов привел к появлению новых проблем и возможностей в области безопасности.Проблемы включают в себя удержание рабочего подальше от движущихся частей и возможность в случае чрезвычайной ситуации немедленно остановить машину. Используя те же компоненты, что и в автоматизации, производители разработали высокотехнологичное оборудование для обеспечения безопасности, чтобы заполнить потребности и пробелы.
Защитные световые завесы
Световые завесы безопасности обеспечивают защиту автоматизированного оборудования с помощью фотоэлектрических лучей, определяющих присутствие. Если луч сломан, на систему управления машиной посылается сигнал остановки.
Магазин световых завес безопасности
Хотите узнать о световых завесах безопасности? Прочтите наш блог TecTalk «Защитные световые завесы: один из способов защитить ваши машины.»
Кнопка аварийной остановки
Электромеханический выключатель аварийной остановки (кнопка экстренной остановки) не является обычным кнопочным выключателем. Кнопка аварийной остановки представляет собой легко идентифицируемую красную кнопку с желтым фоном и имеет простую в использовании форму гриба. Он напрямую подключен к нормально замкнутому контакту опасной нагрузки, поэтому отключение происходит мгновенно.
Магазин кнопок аварийной остановки
Соединительные кабели и жгуты проводов
Компоненты машин используют кабели для распределения энергии и передачи данных.Кабель предназначен для подключения устройств и проведения работ без радиочастотных помех (RFI) и электромагнитных помех (EMI). Разъемы представляют собой штекеры на обоих концах кабеля. Проводник — это закрытый провод. Слой (слои) экрана предотвращает помехи. Кабели могут быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с геометрическими и электрическими характеристиками машины. Количество кабелей, необходимых для выполнения всех работ внутри машины, часто требует конфигурации в виде сборок или жгутов проводов.Существует множество систем управления кабелями, позволяющих укротить непослушную путаницу кабелей.
Магазин соединительных кабелей | Магазин кабельной разводки
Соединительный кабель Жгут проводов Устройство для снятия натяжения кабеля
Машинная связь
Сегодня автоматизированные машины строятся с широким ассортиментом компонентов, способных взаимодействовать друг с другом.Возможность подключения стала первым приоритетом при проектировании машины. Сетевые коммуникации передаются от компонента к компоненту или от системы к системе с помощью аналоговых и / или цифровых сигналов или других промышленных протоколов связи. По беспроводной сети или по проводным соединениям связь между машинами осуществляется по стандартизованным протоколам связи.
Так же, как у вас есть почтовый адрес, компьютеры, ПЛК и другие интеллектуальные устройства управления имеют карту сетевого интерфейса (NIC) и адрес интернет-протокола (IP) с уникальным кодом доступа к машине (MAC).
Существует два основных протокола связи, доступных для на основе :
Протокол дейтаграмм пользователя (UDP)
Протокол управления передачей (TCP)

Ключевые слова здесь «на основе». Устройства имеют различные дополнения протокола в зависимости от конкретных функций. Сетевые протоколы позволяют устройствам идентифицировать, подключаться и обмениваться информацией.
Ключевые протоколы промышленной сети связи включают:
Ethernet
Ethernet — это высокоскоростной метод подключения нескольких компьютеров к локальной сети (LAN).Преимущества этой системы включают протоколы, которые ускоряют и защищают передачу информации между пользователями сети. Промышленные установки жестко относятся к оборудованию Ethernet. При использовании в промышленных условиях рекомендуется использовать промышленный корпус и надежную электронику.
Полевая шина
Благодаря множеству протоколов, используемых в промышленных условиях, Fieldbus работает в сети. Сеть может быть настроена в различных топологиях, включая гирляндную цепочку, ветвь, звезду и кольцо. Fieldbus использует несколько ключевых устройств, включая блок данных ввода / вывода с несколькими соединениями, полевое распределительное устройство и источник питания для связи между полевыми устройствами и контроллером.К преимуществам относится сокращение разводки в удаленных экземплярах, но протоколы разборчивы, поэтому разбиение устройств на уровни может быть сложным.
Сеть Wi-Fi
Популярная беспроводная сеть Wi-Fi — это сетевая технология, использующая радиоволны для высокоскоростных сетей и подключения к Интернету. Нет необходимости в проводных подключениях.
Сотовая связь
Сотовая связь между машинами используется в промышленной автоматизации. Сотовая связь позволяет собирать данные в реальном времени и более эффективна для организаций, которые используют корпоративную систему и имеют обширную географическую зону покрытия.
Bluetooth
Устройства
Bluetooth предназначены для подключения к другим устройствам Bluetooth на небольших расстояниях. Устройства Bluetooth могут работать без Wi-Fi или сотовой связи, либо они могут получать доступ к сети через маршрутизатор. Устройства Bluetooth используются в промышленной автоматизации. Преимущества Bluetooth включают меньшее количество проводов и повышенную безопасность за счет связи на малых расстояниях.
По мере того, как американские производители наращивают усилия по автоматизации, проблемы с подключением будут продолжать подниматься, а решения устраняться.Отраслевые тенденции демонстрируют принятие и отвращение как к старым, так и к новым коммуникационным технологиям.
Новые технологии, которые требовали дорогостоящих проприетарных интерфейсов и оборудования, уступают место открытым стандартам, модели Интернет-протокола (IP) и возможности подключения к сети Ethernet. Производители, использующие как старое аналоговое оборудование, так и новое цифровое оборудование, стремятся создать технологии для устранения этих пробелов. Функциональная совместимость — это ключевое слово сейчас и в будущем.
Заключение
Компоненты машины, хотя и независимы, все работают вместе как система, влияющая на движение. Сегодняшние автоматизированные компоненты машин и конструкции систем включают аспекты самых ранних механических устройств до сложных устройств связи и логического управления сегодня. У инженеров-проектировщиков машин есть множество вариантов при выборе строительных блоков для своих машин, но конечная цель проектирования — выполнить работу с максимальной эффективностью.Если вы понимаете работу или нагрузку, которая должна быть перемещена через систему, и имеете базовое представление о том, что создает движение вашей машины, вам будет легче индуктивно завершить свои следующие шаги. Мы надеемся, что этот обзор был полезен и дал вам более полное представление о компонентах автоматизации машин. Как поставщик промышленных деталей и эксперт по автоматизации на заказ, мы можем помочь вам с вопросами, касающимися компонентов машин и проектирования систем автоматизации. Пожалуйста, дайте нам знать, чем мы можем вам помочь.
что это, определение, виды и как работает — Прогрессивная автоматизация
Типы линейных приводов
В зависимости от типа движения и источника энергии, используемого для работы, существуют разные типы приводов.Вот список различных типов приводов:
Электрический линейный привод
Как следует из названия, электрические линейные приводы используют электрическую энергию для движения по прямой. Они работают, перемещая поршень вперед и назад на основе электрических сигналов, и в основном используются для таких движений, как вытягивание, толкание, блокирование, подъем, выталкивание, зажим или опускание.
Линейные приводы работают с двигателем, который генерирует высокоскоростное вращательное движение, и редуктором, который замедляет его воздействие.Это, в свою очередь, увеличит крутящий момент, который будет использоваться для поворота ходового винта, что приведет к поступательному перемещению вала или ведущей гайки. Часто в линейных приводах используется двигатель постоянного тока 12 В, но можно использовать и двигатели с другим напряжением. Изменение полярности соединения с двигателя на аккумулятор заставит двигатель вращаться в обратном направлении.
Производители предлагают линейные приводы с разным ходом, что достигается увеличением или уменьшением длины вала. С разными передачами также могут быть достигнуты разные скорости.Вообще говоря, чем больше скорость вращения винта, тем меньше сила. Переключатель на главном приводном валу на верхнем и нижнем конце останавливает винт, когда он достигает конца своего движения или хода. Когда вал достигает своего конца, выключатель отключает питание двигателя.
Электрический поворотный привод
Электрические поворотные приводы используют электрическую энергию для достижения вращательного движения. Это движение может быть непрерывным или иметь фиксированный угол, как в сервомоторах и шаговых двигателях.Обычно электрический поворотный привод состоит из комбинации электродвигателя, концевого выключателя и многоступенчатого косозубого редуктора.
Проще говоря, действия этого исполнительного механизма можно определить так: когда проводник, по которому проходит ток, помещается в магнитное поле, он испытывает силу, которая зависит от плотности потока поля, тока, протекающего через него, и его размеры. Вращение и крутящий момент создаются из-за возникающей силы и противодвижущей силы (ЭДС).
Гидравлический линейный привод
Назначение гидравлического линейного привода такое же, как и у электрического линейного привода — создание механического движения по прямой. Разница в том, что гидравлические линейные приводы достигают этого с помощью неуравновешенного давления, которое прикладывается гидравлической жидкостью к поршню в полом цилиндре, что может привести к крутящему моменту, достаточно сильному для перемещения внешнего объекта.
Основным преимуществом гидравлического линейного привода является огромный крутящий момент, который он может создать.Это потому, что жидкости почти несжимаемы. Гидравлические приводы одностороннего действия имеют поршни, которые могут двигаться только в одном направлении, а для обратного движения требуется пружина. Гидравлический привод двойного действия создает давление на обоих концах, чтобы облегчить одинаковое движение с обеих сторон.
Гидравлический поворотный привод
Гидравлические поворотные приводы используют несжимаемую жидкость под давлением для вращения механических частей устройства. В основном они бывают двух видов вращающихся компонентов: круглые валы со шпоночными пазами и столы с набором болтов, которые можно использовать для установки других компонентов.
Доступны с одинарным и двойным валами. Вал вращается, когда винтовые шлицевые зубья на нем соединяются с соответствующими шлицами на поршне, эффективно преобразуя линейное движение во вращательное движение. Когда давление передается через жидкости, поршень перемещается внутри корпуса, заставляя шлицы вращать вал. Вал может быть заблокирован на месте, когда регулирующий клапан закрыт и жидкость удерживается внутри корпуса.
Пневматический линейный привод
Пневматические приводы часто считаются наиболее экономичными и простыми из всех приводов.Пневматические линейные приводы работают с использованием сжатого воздуха для создания движения, либо путем выдвижения и втягивания поршня, либо, что реже, с помощью каретки, которая движется по проезжей части или цилиндрической трубы. Втягивание поршня осуществляется либо с помощью пружины, либо путем подачи жидкости с другого конца.
Пневматические линейные приводы лучше всего подходят для достижения высокой скорости и крутящего момента при относительно небольшой занимаемой площади. Их сильная сторона — быстрое движение от точки к точке, и их нелегко повредить резкими остановками.Эта прочная природа делает их популярными в устройствах, которые должны быть взрывобезопасными или устойчивыми к жестким условиям, например высокой температуре.
Пневматический поворотный привод
Пневматические поворотные приводы используют сжатый воздух для создания колебательного движения. Как и пневматические линейные приводы, они также просты по конструкции, долговечны и подходят для работы во взрывоопасных средах.
Три наиболее распространенных конфигурации пневматических поворотных приводов — это рейка и шестерня, кулисная вилка и лопастная конструкция.В конфигурации реечной передачи сжатый воздух толкает поршень и зубчатую рейку в прямолинейном движении, что, в свою очередь, вызывает вращательные движения шестерни и выходного вала. Они могут быть в одинарных, двойных или множественных стойках.
Пьезоэлектрические приводы
Пьезо материалы — это группа твердых тел, таких как керамика, которые реагируют на электрический заряд путем расширения или сжатия и генерируют энергию при приложении механической силы. Пьезоэлектрические приводы используют движение, вызываемое электрическими сигналами, для создания коротких высокочастотных и быстрых ходов.
No related posts.


Соединительный кабель	Жгут проводов	Устройство для снятия натяжения кабеля

Электрические автоматы. виды и работа. характеристики

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Как работает автоматический выключатель

Автоматы «В» и «С» — в чем разница, категории автоматических выключателей

Виды и типы автоматических выключателей

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Типы автоматов

Класс А

Класс В

Класс С

Класс D

Элестрический автомат: понятие и необходимость

Виды расцепителей

Тепловой расцепитель

Электронный расцепитель

Электромагнитный расцепитель

Определяемся с номиналом

Расчет по мощности

Характеристики автоматических выключателей

Типы автоматов

Типы и виды автоматических выключателей

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

Электрические автоматы

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

Похожие темы:

Типы автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Типы расцепителей

Количество полюсов

Характеристики автоматических выключателей

Особенности подбора автоматов

Заключение

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

Принцип работы защитного автомата

Таблица номиналов автоматов по току

Подбор автоматического выключателя по мощности

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Защита слабого звена электроцепи

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Недопустимые ошибки при покупке

виды приборов, классы, технические характеристики

Общие характеристики

Принцип действия

Классификация

Число полюсов

Время токовый параметр

Номинальный ток

Отключающая способность

Как выбрать

Определение мощности автомата

Расчет номинальной мощности автомата

Вычисление номинального тока

Определение время-токовой характеристики

Особенности маркировки

Популярные производители

Виды и типы автоматических выключателей

Виды автоматических выключателей (АВ)

Типы автоматических выключателей

Виды автоматических выключателей — ElectrikTop.ru

Типы и виды автоматических выключателей

Устройство автоматических выключателей

Автоматы дифференциального тока

Дифференциальные выключатели

Времятоковые характеристики автоматических выключателей

12 основных типов двигателей, используемых для промышленных электроприводов

Несколько слов об электрических приводах

Типы двигателей для промышленных электроприводов

1.Двигатель серии постоянного тока

2. Шунтирующий двигатель постоянного тока

3. Накопительный составной двигатель

4. Трехфазный синхронный двигатель

5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

6. Двигатель с двойной беличьей клеткой

7.Асинхронный двигатель с контактным кольцом

8. Однофазный синхронный двигатель

9. Однофазный серийный двигатель

10. Отталкивающий двигатель

11. Индукционный двигатель с конденсаторным пуском

12. Конденсаторный двигатель запуска и запуска

автоматизация | Технология, типы, рост, история и примеры