Время — токовые характеристики автоматов

2017-11-23 Статьи  

Время-токовая характеристика автоматического выключателя — это показатель, определяющий время срабатывания защитного устройства в зависимости от величины протекающего через него тока по отношению к номинальному току устройства.

Правильный выбор автомата по время-токовой характеристике позволяет избежать ложных срабатываний при подключении в сеть нагрузки, имеющей высокие пусковые токи. Например это происходит при подключении в сеть электродвигателя, который имеет большой пусковой ток, превышающий номинальный в 3-8 раз. Этого тока будет достаточно чтобы отключился автомат, имеющий характеристику срабатывания не предназначенную для такого типа нагрузок.

Также при правильном подборе автоматических выключателей по их время-токовым характеристикам соблюдается селективность (избирательность), то есть при повреждении какого-либо участка цепи сработает только тот автоматический выключатель, который обеспечивает защиту именно этого участка, а остальные автоматы не отключатся.

Я думаю все обращали внимание на буквенное обозначение рядом с номинальным током на корпусе модульного автоматического выключателя. Так вот эти буквы и указывают время-токовую характеристику, то есть чувствительность автомата.

Чаще всего встречаются автоматы с характеристиками B, C и D. Это стандартные типы характеристик, указанные в ГОСТ Р 50345-99. Кроме этих типов существуют еще типы A, K и Z, но встречаются они гораздо реже, а в жилых зданиях так и вовсе не используются. Различные типы рекомендовано использовать следующим образом:

• А — Для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
• B — Для осветительных и розеточных групп общего назначения
• C — Для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
• D — Для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
• K — Для индуктивных нагрузок
• Z — Для электронных устройств

Время срабатывания электромагнитного расцепителя для каждой из характеристик выражается в значении величины протекающего тока по отношению к номинальному.

Так для B это значение составляет от 3·In до 5·In (In — номинальный ток), то есть его расцепитель сработает при токе, превышающем номинальный в 3-5 раз. Для С пределы составляют уже от 5·In до 10·In, а для D — от 10·In до 20·In. Рассмотрим графики, отображающие время-токовые характеристики для типов B, C и D.

График время-токовой характеристики B

График время- токовой характеристики C

График время- токовой характеристики D

На оси Х отображается значение, показывающее отношение протекающего тока по отношению к номинальному (I/In). На оси Y — время срабатывания в секундах. График для каждой из кривой характеристик разделен на две линии, показывающие время срабатывания электромагнитной защиты (нижняя линия), отвечающей за отключение при коротких замыканиях и тепловой защиты (верхняя линия), отвечающей за отключение от перегрузок.

Верхняя кривая показывает холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата. Пунктирной линией показана верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током In меньше или равно 32 A.

Так например если смотреть график для время-токовой характеристики С автоматический выключатель 16 А при токе 80 А (5·In) должен отключиться в горячем состоянии за 0,02 сек. В холодном состоянии при таком же токе автомат отключится за 11 сек. (если номинал автомата меньше или равен 32 A), если больше 32 А — то отключение произойдет через 25 сек. Если предел отключения будет равен 10·In, то в горячем состоянии отключение произойдет через 0,01 сек, а в холодном — за 0,03 сек.

Таким образом, график время-токовой характеристики позволяет определить правильно автоматический выключатель для конкретных условий эксплуатации. Теперь осталось только разобраться какие типы автоматов предпочтительно использовать в быту.

Понятно, что для городской квартиры, где нагрузка активная либо слабоиндуктивная, выбирать необходимо либо категорию B либо С. По тепловой защите временной интервал срабатывания B и С будет одинаковым, отличаться будет только время срабатывания электромагнитного расцепителя. Раньше повсеместно использовались автоматы с характеристикой С, да и по сей день в магазинах в основном продают именно этот тип, а про другие типы как-то забывают. Однако в настоящее время рекомендуется для линий освещения и розеточных групп применять тип B, имеющий большую чувствительность, а в качестве вводного автомата использовать С. Таким образом будет соблюдаться селективность и при аварийной ситуации отключаться будет именно групповой автомат, а не вводной, тем самым не будет обесточиваться полностью вся квартира.

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель (АВ) – защитное электротехническое устройство, срабатывающее при коротких замыканиях или превышении допустимой нагрузки по сети. Современный рынок заполнен аппаратами немецкого (АВВ, Siemens), французского (Schneider, Legrand), японского (Terasaky), российского (IEK) производства.

Они различаются между собой конструкцией, качеством и ценой. Но время токовые характеристики автоматических выключателей от разных изготовителей соответствуют действующим нормам и стандартам. Этот показатель дает возможность подобрать АВ под конкретные условия.

Что показывает время токовая характеристика

В электрических системах при возникновении аварии отключение электропитания следует производить очень быстро, чтобы свести к минимуму негативные последствия. Человек неспособен достаточно быстро отреагировать. Поэтому устанавливаются автоматические выключатели.

Для энергетической сферы существует деление на системы постоянного и переменного напряжения. Оборудование классифицируется на низковольтное (до 1000 В), высоковольтное (более 1000 В). Соответственно применяются различные типы автоматов.

Во всех случаях АВ предназначен для разрывания цепи при различных токовых величинах короткого замыкания (КЗ) и перегрузках. Первые безошибочно отсекаются электромагнитным расцепителем мгновенно. Вторые протекают по цепи определенное время, без каких-либо последствий, а лишь потом сработает тепловая защита.

Современные автоматические защитные аппараты содержат три вида расцепителей:

1. механический – эта ручка предназначена для включения, выключения автомата;
2. электромагнитный – отсекает нагрузку КЗ;
3. тепловой – предохраняет электрические цепи от перегрузки.

Рабочие параметры последних двух определяют время токовые характеристики для автоматических выключателей. Которые показывают зависимость времени отключения аппарата от соотношения между протекающим по нему током и его номинальным значением. Они сложны тем, что требуют графического выражения.

Благодаря тому, что автоматы с одинаковым номиналом имеют различные характеристики срабатывания, при одном и том же токовом значении их можно применять под разные типы нагрузки. Это обеспечивает минимальное число ложных отключений и защищает от токовых перегрузок.

Получается, что время токовая характеристика (ВТХ) показывает:

1. диапазон срабатывания защиты от короткого замыкания (максимально-токовой), который определяется параметрами встроенной электромагнитной катушки;
2. диапазон срабатывания при превышении нагрузки, определяемый встроенной биметаллической пластиной.

Общий вид ВТХ можно представить нижеприведенным графиком. Цифрой 1 отмечен участок срабатывания при определенном токовом соотношении теплового расцепителя, а цифрой 2 – время реакции электромагнитного.

Общий вид время токовой характеристики АВ

Распространенные виды характеристик

Характеристики срабатывания автоматических выключателей указываются буквами латинского алфавита на их корпусе: А, B, C, D, Z, К. Они показывают на отношение уставки электромагнитного расцепителя к номинальному току данного аппарата, то есть чувствительность.

Рассмотрим их детально в таблице.

Время токовые характеристики АВ типа B, C, D представлены на рисунке.

Время токовые характеристики выключателей по типу B, C, D

У автоматических выключателей разные технические характеристики. Правильный выбор автомата по токовой нагрузке и время токовой характеристике позволяет установить защитное устройство, реагирующее на перегрузки сети должным образом. Это избавит от ложных отключений.

Для домашних условий оптимальным вариантом будет использование автоматов типа В и С.

Основные типы характеристик автоматических выключателей: время-токовые параметры

Покупая электрический автомат в распределительный щит, нас интересует время его срабатывания в аварийной ситуации. В зависимости от значений протекающего тока оно может находиться в пределах от сотых доли секунды до нескольких минут. Все эти сведения заключаются в одном из важных параметров АВ – время-токовой характеристике. Если мы грамотно выбрали кабель и выключатель, то можем не переживать, что при повышенных значениях тока изоляция на проводах не поплывет, допустим, за 20 секунд, которые нужны для срабатывания защиты от перегрузки.

Коротко о типах время-токовых характеристик автоматических выключателей и их назначении

 

Все мы без исключения видели буквы на корпусе рядом с цифровыми значениями номинального рабочего тока. Чаще всего встречаются обозначения в виде литер B, C и D, есть еще A, K и Z, но в частных домовладениях их не используют. Соответственно существуют рекомендации по их применению:

• A – для защиты линий большой протяженности, а также приборов на полупроводниках.
• B – предназначены для использования в розеточных и осветительных цепях, где пусковые значения тока минимальны.
• C – используются в роли защиты для общей цепи и электроаппаратов с умеренными пусковыми нагрузками.
• D – технические характеристики этих автоматических выключателей позволяют им работать с высокими пусковыми токами электродвигателей, а также в цепях с активно-индуктивной нагрузкой.
• K – только для линий с индуктивной нагрузкой.
• Z – для защиты электронного оборудования.

Точно выяснить время токовые параметры автомата можно по графикам, в которых представлена зависимость времени срабатывания от величины тока. По ним определяют, через какой промежуток времени будут обесточены потребители при повышенном токе или его скачках. Если вы разбираетесь в графиках, то сразу же поймете, почему отключается автоматический выключатель и в чем причина.

Категории «B», «C» и «D»: в чем отличия?

Поскольку автоматы этих типов в основном используются в жилых зданиях, то и речь пойдет именно о них. Собственно, отличие только одно, и оно заключается в различных значениях величины отношения протекающего тока к номинальному току I/In.

Время-токовая характеристика (ВТХ)	Отношение протекающего тока к номинальному току I/In
B	3-5
C	5-10
D	10-20

 

Если еще не все прояснилось, будем разбираться дальше уже на практических примерах. Уверяю, так будет понятнее, чем «жевать» сухую теорию.

Пример использования токовременной характеристики автоматического выключателя класса «В»

Предположим, стоит у нас в распределительном щите автомат на 10А с параметрами класса «B». Мы не случайно выбрали 10А, во-первых, ими часто пользуются в домашних электрических сетях, а во-вторых, так проще производить расчеты.

 

Итак, случилось ЧП…

Решил как-то мой приятель Витька Штуцер повесить у себя дома книжные полки. Начал сверлить стену перфоратором и бац – вокруг темень и тишина. Здесь не нужно быть мастером экстра-класса, чтобы понять – сверло замкнуло жилы проводки и произошло КЗ. Думаю, у многих была похожая ситуация.

В этом случае, когда величина тока в сети превысит номинальное значение защиты в 3-5 раз, автомат с время-токовой характеристикой категории «B» сработает моментально. В нашем варианте величина тока будет находиться в пределах 30-50А. При КЗ ток увеличивается в сотни раз, но нашему электромагнитному расцепителю будет достаточно и 3-5 кратного превышения нормы, чтобы разорвать цепь.

Смотрим графики

… и что видим? При достижении величины тока в 50А автоматический выключатель сработает через 0,01 сек. Теперь смотрим, откуда это взялось:

• Ток короткого замыкания разделим на рабочий ток автомата – 50А/10А = 5.
• На горизонтальной оси от цифры «5» проведем вверх вертикальную линию (красного цвета) до пересечения с первой кривой.
• От точки пересечения с кривой проведем горизонтальную линию до вертикальной оси времени. Получаем примерно 0,01 секунда.

Аналогичным образом можно определить, что при перегрузке в 15А отношение составит 1,5 и время до срабатывания автомата– 30 сек. Здесь уже цепь будет разорвана за счет работы теплового расцепителя. Когда сечение провода правильно подобрано, то изоляция за такой промежуток времени расплавиться не успеет.

Три кривых время-токовой характеристики автоматического выключателя: особенности графика

На графике представлены три кривые, со значением одной из них мы вкратце ознакомились выше. Настало время разобраться, зачем они вообще нужны:

1. Верхняя кривая – для «холодного» состояния автомата.
2. Пунктирная кривая – для расчета времени отключения автоматов с номиналом не выше 32А.
3. Нижняя кривая – для «горячего» состояния.

Сам график составлен с учетом того, что окружающая температура находится в пределах +30℃. Для вышеприведенного примера автоматический выключатель категории «B» в холодном состоянии при токе 50А сделает задержку на срабатывание 0,04 секунды, а при токе 15А – 4000 секунд (около 67 минут). На графике эти ситуации обозначены синим цветом.

 

Что еще нужно учесть

Автоматы могут стоять и в квартире, и в подъезде, и на улице. Везде температура окружающей среды будет разной. Допустим, зимой в квартире будет +20℃, в парадной воздух нагреется до +15℃, а на улице мороз все -25℃. Температура деталей расцепителя во всех случаях различна, а это значит, что время срабатывания автомата на холоде и в тепле будет разным.

Нельзя упускать из вида и поправочный коэффициент. Его суть – чем выше окружающая температура, тем меньший ток пропускает автоматический выключатель и наоборот. Один и тот же автомат при одинаковых нагрузках, но установленный в холодном и теплом помещении сработает при разных значениях тока. Хоть разница и незначительна, но она становится актуальной, когда защита работает на пределе своего номинала или сильно перегружена.

Особо часто проблема встает в полный рост летом или в жарких помещениях. Как только температура вырастет, автомат может сразу же отключить линию.

Несколько слов о время-токовых характеристиках автоматических выключателей «C» и «D»

Графиковые кривые этих категорий сдвинуты вправо, другими словами, время срабатывания автоматов увеличено:

• Защита с характеристикой «C» отключит нагрузку при КЗ, когда ток в сети будет больше номинала выключателя в 5-10 раз.
• Автомат с характеристикой «D» сработает при КЗ в случае, когда ток в сети превысит его номинал в 10-20 раз.

Судя по графику, выключатель на 10А категории «C» при токе 50А сработает за 0,02 секунды, а при токе 15А – за 40 секунд. Это в «горячем» режиме, обозначенным красным цветом. В «холодном» режиме (синий цвет) при токе 50А получим около 27 секунд, а при 15А – 5000 секунд (около 83 минут).

Аналогичный график выключателя с характеристиками «D» показывает, что в «горячем» состоянии (красная линия) при токе 50А время срабатывания будет уже около 1,5 сек, а при 15А – 40 сек. В «холодном» режиме работы автомата имеем: при токе 50А нагрузка будет отключена через 30 секунд, а при 15А – 6000 секунд или около 100 мин. Все эти детали нужно принимать во внимание при покупке автоматических выключателей.

Токи условного нерасцепления или какой ток может пропустить автомат

Любой выключатель в состоянии пропускать ток больший от номинального в 1,13 раз (1,13•In). Если взглянуть на график, то это легко определить, проведя вертикальную линию от цифры 1,13. Она никогда не пересечется с кривой времени, т.е. автоматический выключатель при таком токе не сработает. А чтобы перестраховаться, нужно воспользоваться проводом большего сечения. Из таблицы можно определить какому автомату какой ток не отключения соответствует:

Номинальный ток автомата, А	Условный ток нерасцепления автоматического выключателя, А	Площадь сечения медных жил, мм².
10	11,3	1,5
16	18,08	2,5
20	22,6	4
25	28,25	4-6

Допустим, для нагрузки с потреблением тока 25А мы взяли провод сечением 2,5 мм². И вот однажды мы решили печь в духовке пироги и одновременно размораживать мясо в микроволновке, а кроме этого уже работают холодильник и вытяжка. В итоге в сети получаем где-то 28А, но автомат не сработает, потому что 25*1,13=28,25А. По таблице мы видим, что здесь уже нужно сечение провода 4 мм². А поскольку имеем 2,5 мм², то такой кабель будет греться.

Учтите, что некоторые производители кабельной продукции откровенно халтурят, делая кабеля меньшего сечения, чем заявлено. Поэтому при выборе автоматов и провода стоит покупать их с небольшим запасом от предполагаемой нагрузки.
 

 

Время-токовые характеристики автоматов. | ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Сегодня продолжу рассказывать про автоматические выключатели в свете измерения сопротивления петли «фаза-нуль».

В последней статье посвященной измерению сопротивления петли «фаза-ноль» я обмолвился о время-токовых характеристиках автоматических выключателей. Сегодня приведу для примера такие характеристики для автомата типа ВА47-29:

Для каждого автоматического выключателя такая характеристика своя. Обычно она приводится в паспорте на автомат в том виде как показано на рисунке. Т.е. имеется некоторый разброс в параметрах. Как можно заметить разброс этот достаточно большой.

— для характеристики «В» ток отсечки (ток электромагнитного расцепителя) может находиться в интервале от 3Iн до 5Iн;

— для характеристики «С» — от 5Iн до 10Iн;

— для характеристики «D» — от 10Iн до 14Iн.

Значит, измеренный или рассчитанный нами ток короткого замыкания для конкретной линии может, как удовлетворять параметрам автоматического выключателя (быть достаточным для его отключения), так и не удовлетворять.

Реальную же характеристику зависимости времени срабатывания автоматического выключателя от протекающего через него тока для каждого конкретного автомата можно получить только путем проведения проверки параметров этого автомата.

Но многие лаборатории не имеют оборудования для испытания автоматических выключателей. и соответственно, у них нет такого вида работ. Поступают просто. Для проверки соответствия автоматического выключателя параметрам линии ( возможному току короткого замыкания) используют верхнее значение тока отсечки, т.е. для характеристики «С» это 10Iн. Такой подход вполне оправдан, т.к. автомат наверняка отключится при токе большем большего возможного тока срабатывания расцепителя, но в ряде случаев не достаточно достоверен. Потому что если измеренный ток короткого замыкания меньше 10Iн, то, разумеется при исправном состоянии проводов линии, необходима замена автоматического выключателя на подходящий. Хотя при проведении проверки автоматического выключателя может выясниться. что ток срабатывания его составляет, например, 7Iн и в этом случае уже при измеренном нами токе короткого замыкания автомат должен уверенно отключаться, т.е. замена автомата не требовалась.

Вернемся к время-токовой характеристике. Допустим, мы провели проверку автомата и по измеренным параметрам получили его индивидуальную характеристику ( отображена зеленой линией на рисунке).

Что она нам дает?

Согласно ПУЭ п.1.7.79 время автоматического отключения питания в системе TN не должно превышать значения 0,4с при фазном напряжении 220В , но в цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5с.

Таким образом, имеем две точки на характеристике 0,4с и 5с. В зависимости от места установки автоматического выключателя определяем, какая точка нужна нам и находим в этой точке ток срабатывания (отключения) автоматического выключателя.

Из полученной нами характеристики (зеленая линия) видно, автомат отключится за 0,4с при семикратном от номинального токе, а за 5 с при токе 4,5Iн.

Еще раз отвечу на частый вопрос: Зачем измерять сопротивление петли «фаза-нуль»?

Зная сопротивление петли «фаза-нуль» какой-то цепи (линии), можно найти ток короткого замыкания, который в этой линии может развиться. А зная этот ток, можно ответить на вопрос: сработает ли установленный в этой линии автоматический выключатель и за какое время.

Вот на сегодня и все. Если возникли вопросы, спрашивайте.

Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

— Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

— Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

— Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

— Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

— Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

— Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

 

Рекомендую прочитать:

 

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей

Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)

Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:

• для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например МЭК 60898;
• для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности МЭК 60947-2.

Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. h41, h42 и h43).

	Тип расцепителя	Защита от перегрузки	Защита от короткого замыкания
Бытовые автоматические выключатели (МЭК 60898)	Термомагнитный (комбинирован.)	Ir = In	Нижняя уставка Тип B 3 In ≤ Im ≤ 5 In	Стандартная уставка Тип C 5 In ≤ Im ≤ 10 In	Верхняя уставкаТип D10 In ≤ Im ≤ 20 In
Модульные промышленные авт. выключатели	Термомагнитный (комбинирован.)	Ir = In (не регулируется)	Нижняя уставка Тип B или Z3,2 In ≤ постоянная ≤ 4,8 In	Стандартная уставка Тип C 7 In ≤ постоянная ≤ 10 In	Верхняя уставка Тип D или K 10 In ≤ постоянная ≤ 14 In
Промышленные автоматические выключатели (МЭК 60947-2)	Термомагнитный (комбинирован. )	Ir = In (не регул.)	Постоянная: Im = 7 — 10 In
Регулируется: 0,7 In ≤ Ir ≤ In
Регулируемая: — нижняя уставка: 2 — 5 In — стандартная уставка: 5 — 10 In
Электронный	Большая выдержка времени 0,4 In ≤ Ir ≤ In	Короткая выдержка времени, регулируемая: 1,5 Ir ≤ Im ≤ 10 Ir Мгновенное срабатывание (I), время не регулируется:I = 12 — 15 In

50 In в стандарте МЭК 60898, что по мнению большинства европейских изготовителей является нереально большим значением (M-G = 10-14 In).

Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами МЭК. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.

Рис. h41: Диапазоны токов отключения устройств защиты от перегрузки и короткого замыкания для низковольтных автоматических выключателей

Рис. h42: Кривая срабатывания термомагнитного комбинированного расцепителя автоматического выключателя

Ir: уставка по току отключения при перегрузке (тепловое реле или реле с большой выдержкой времени) Im: уставка по току отключения при коротком замыкании (магнитное реле или реле с малой выдержкой времени) Ii: уставка расцепителя мгновенного действия по току отключения при коротком замыкании Icu: отключающая способность

Рис. h43: Кривая срабатывания электронного расцепителя автоматического выключателя

Какие существуют время токовые характеристики автоматических выключателей и их отличие между собой

Как известно основными органами срабатывания автоматического выключателя являются тепловой и электромагнитный расцепитель.

Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла, изгибающуюся при нагреве протекающим током. Тем самым в действие приводится механизм расцепления, при длительной перегрузке срабатывая, с обратнозависимой выдержкой времени. Нагрев биметаллической пластинки и время срабатывание расцепителя напрямую зависят от уровня перегрузки.

Электромагнитный расцепитель является соленоидом с сердечником, магнитное поле соленоида при определенном токе втягивает сердечник, приводящий в действие механизм расцепления – происходит мгновенное срабатывание при КЗ, благодаря чему пострадавший участок сети не будет дожидаться прогревания теплового расцепителя (биметаллической пластины) в автомате.

Зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающего через автомат, как раз и определяется время токовой характеристикой автоматического выключателя.

Наверное, каждый замечал изображение латинских букв B, C, D на корпусах модульных автоматов. Так вот они характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя к номиналу автомата, обозначая его время токовую характеристику.

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

• – B — от 3 до 5 ×In;
• – C — от 5 до 10 ×In;
• – D — от 10 до 20 ×In.

Что означают цифры указанные выше?

Приведу небольшой пример. Допустим, есть два автомата одинаковой мощности (равные по номинальному току) но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.

Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3. 5)=48. 80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5. 10)=80. 160А.

При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).

В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), а какие-нибудь мощные моторы включаются нечасто, самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.

Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми АВ при КЗ.

Согласитесь логично, что время срабатывания зависит от температуры автомата. Автомат отключится быстрее, если его тепловой орган (биметаллическая пластина) разогретый. И наоборот при первом включении когда биметалл автомата холодный время отключения будет больше.

Поэтому на графике верхняя кривая характеризует холодное состояние автомата, нижняя кривая характеризует горячее состояние автомата.

Пунктирной линией обозначен предельный ток срабатывания для автоматов до 32 А.

Характеристика Z

Также имеет разброс при работе на постоянном и переменном напряжении и предназначен для обеспечения максимальной защиты электронных устройств управления. Кривая работы приведена ниже:

При работе на переменном напряжении отключение происходит при достижении 2 – 3 номиналов, при постоянном 2 – 5.

Как видим, выбор автоматического выключателя для защиты электрических цепей не такая уж и простая задача, как кажется на первый взгляд. Поэтому при выборе автоматического выключателя необходимо сопоставлять не только номинальные данные (напряжение, ток, фазность), но и знать характеристики работы системы, для которой выбирается автомат, чтобы выбранный вами автоматический выключатель в полной мере обеспечивал защиту вашего оборудования.

Что показано на графике время токовой характеристики

На примере 16-Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей .

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.

Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 40 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 40 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.

При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

Если через автомат будет протекать ток равный 10×In, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.

К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С. А вот о случае короткого замыкания?.

Если дом новый, имеет хорошее состояние электросети, подстанция находится рядом, а все соединения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких величин, что его должно хватить на срабатывание даже вводного автомата.

Ток может оказаться малым при коротком замыкании, если дом является старым, а к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление петли фаза-нуль) – в таком случае автомат категории C может не сработать вообще. Поэтому единственным выходом из этой ситуации является установка автоматов с характеристикой типа В.

Следовательно, время токовая характеристика типа В является определенно более предпочтительной, в особенности в дачной или сельской местности или в старом фонде.

В быту на вводной автомат вполне целесообразно ставить именно тип С, а на автоматы групповых линий для розеток и освещения – тип В. Таким образом будет соблюдена селективность, и где-нибудь в линии при коротком замыкании вводной автомат не будет отключаться и «гасить» всю квартиру.

Похожие материалы на сайте:

Защита человека – превыше всего!

В заключение, скажем о ещё одном устройстве, которое должно стать головным защитным прибором в Вашем щитке. В статье мы рассмотрели аспекты защиты сети и приборов, теперь поговорим, как защитить человека. Для этого используется так называемый выключатель автоматический дифференциального тока, назначение которого кроме отслеживания токов, контролировать «утечки» и нештатные изменения в сети. Проще говоря, данный тип автомата распознаёт, что в сети происходит несанкционированное изменений характеристик, попадающих в разряд «повреждение изоляции», «возможное прикосновение человека к проводам под напряжением» и т.д.

Такое обнаружение приводит к мгновенному обесточиванию участка сети. Иногда автоматические выключатели дифференциального тока называют УЗО (Устройство защитного отключения), МДЗ (Модуль дифференцированной защиты). Они могут быть использованы в комбинации с другими автоматами. Главное отличие этого автомата в том, что он работает на защиту человека от поражения электрическим током. Наиболее актуальны такие устройства для подключения санузлов и ванн (желательно с максимальной чувствительностью) и кухонь. Но сегодня многие предпочитают ставить такие выключатели на все участки сети в квартире.

Мы надеемся, что данная статья будет Вам полезна при выборе УЗО и,как следствие, Ваша электросеть, электрические приборы будут надёжно защищены.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность низковольтного автоматического выключателя связана с коэффициентом мощности (cos φ) поврежденного участка цепи. В ряде стандартов приводятся типовые значения такого соотношения.

Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:

• коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т. е. включения и отключения при коротком замыкании;
• фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице, приведенной на рис. h44 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.

после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:

  —  электрическая прочность изоляции;   —  разъединяющая способность;   —  правильное срабатывание защиты от перегрузки.

Icu	cosφ
6 kA	0,5
10 kA	0,3
20 kA	0,25
50 kA	0,2

Рис. h44: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)

Время-токовые характеристики автоматов

Срабатывание автоматических выключателей происходит за счет действия его основных элементов – теплового и электромагнитного расцепителя.       Конструкция теплового расцепителя состоит из биметаллической пластины, нагревающейся под действием протекающего тока. В результате, она изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Для срабатывания необходима длительная нагрузка, обратно пропорциональная выдержке по времени. Уровень перегрузки напрямую влияет на нагрев пластинки и время срабатывания теплового расцепителя.

Основными составляющими электромагнитного расцепителя служат катушка и сердечник. При достижении током определенного уровня, магнитное поле катушки втягивает сердечник, под действием которого срабатывает расцепляющий механизм. Устройство мгновенно срабатывает при коротких замыканиях, не дожидаясь нагрева теплового расцепителя. Время срабатывания автомата зависит от силы тока, проходящего через автоматический выключатель. Данная зависимость как раз и представляет собой времятоковую характеристику защитного устройства.

На корпусе каждого прибора наносятся латинские символы В, С и D. Каждый из них соответствует кратности уставки электромагнитного расцепителя к номинальному значению автомата. То есть, с помощью этих букв отображается ток мгновенного срабатывания расцепителя или чувствительность автоматического выключателя. Данный параметр обозначает минимальный ток, при котором происходит мгновенное отключение защитного устройства. Таким образом, латинскими буквами обозначается времятоковая характеристика каждого конкретного автомата. Символ «В» соответствует характеристикам 3-5 х ln, «С» – 5-10 х ln и «D» – 10-20 х ln.

Значение этих цифр необходимо рассмотреть на примере двух автоматов, равных по мощности, то есть, с одинаковым номинальным током, например, модели В16 и С16. Для выключателя В16 диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя составит 16 х (3-5) = 48-80 А. Соответственно, у автомата С16 этот диапазон будет находиться в пределах 16 х (5-10) = 80-160 ампер. Таким образом, при наличии тока в 100 А, произойдет мгновенное отключение модели В16, а устройство С16 отключится лишь через несколько секунд после нагрева биметаллической пластины.

Для жилых и административных зданий наиболее подходящими вариантами считаются автоматы с маркировкой В и С. Это связано с отсутствием больших пусковых токов и крайне редким включением электродвигателей повышенной мощности. Автоматы категории D используются в основном на тех объектах, где имеются мощные электродвигатели и другие устройства с большими пусковыми токами.

График время токовой характеристики обязательно учитывает температуру самого защитного устройства. В случае первого срабатывания времени на отключение затрачивается больше, поскольку биметаллическая пластинка холодная. При повторном срабатывании, когда пластинка уже была ранее разогрета, отключение происходит быстрее.

Что показано на графике время токовой характеристики

На примере 16-Амперного автомата, имеющего время токовую характеристику C, попробуем рассмотреть характеристики срабатывания автоматических выключателей.

На графике можно увидеть, как протекающий через автоматический выключатель ток влияет на зависимость времени его отключения. Кратность тока протекающего в цепи к номинальному току автомата (I/In) изображает ось Х, а время срабатывания, в секундах – ось У.

Выше говорилось, что в состав автомата входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Поэтому график можно разделить на два участка. Крутая часть графика показывает защиту от перегрузки (работа теплового расцепителя), а более пологая часть защиту от КЗ (работа электромагнитного расцепителя).

Как видно на графике если к автомату С16 подключить нагрузку 23 А то он должен отключится за 40 сек. То есть при возникновении перегрузки на 45 % автомат отключится через 40 сек.

На токи большой величины, которые могут привести к повреждению изоляции электропроводки автомат способен реагировать мгновенно благодаря наличию электромагнитного расцепителя.

При прохождении через автомат С16 тока 5×In (80 А) он должен сработать через 0.02 сек (это если автомат горячий). В холодном состоянии, при такой нагрузке, он отключится в пределах 11 сек. и 25 сек. (для автоматов до 32 А и выше 32 А соответственно).

Если через автомат будет протекать ток равный 10×In, то он отключается за 0,03 секунды в холодном состоянии или меньше чем за 0,01 секунду в горячем.

К примеру, при коротком замыкании в цепи, которая защищена автоматом С16, и возникновении тока в 320 Ампер, диапазон времени отключения автомата будет составлять от 0,008 до 0,015 секунды. Это позволит снять питание с аварийной цепи и защитить от возгорания и полного разрушения сам автомат, закоротивший электроприбор и электропроводку.

Автоматы с какими характеристиками предпочтительнее использовать дома

В квартирах по возможности необходимо обязательно применять автоматы категории B, которые являются более чувствительными. Данный автомат отработает от перегрузки так же, как и автомат категории С. А вот о случае короткого замыкания?.

Если дом новый, имеет хорошее состояние электросети, подстанция находится рядом, а все соединения качественные, то ток при коротком замыкании может достигать таких величин, что его должно хватить на срабатывание даже вводного автомата.

Ток может оказаться малым при коротком замыкании, если дом является старым, а к нему идут плохие провода с огромным сопротивлением линии (особенно в сельских сетях, где большое сопротивление петли фаза-нуль) – в таком случае автомат категории C может не сработать вообще. Поэтому единственным выходом из этой ситуации является установка автоматов с характеристикой типа В.

Следовательно, время токовая характеристика типа В является определенно более предпочтительной, в особенности в дачной или сельской местности или в старом фонде.

В быту на вводной автомат вполне целесообразно ставить именно тип С, а на автоматы групповых линий для розеток и освещения – тип В. Таким образом будет соблюдена селективность, и где-нибудь в линии при коротком замыкании вводной автомат не будет отключаться и «гасить» всю квартиру.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Время токовые характеристики автоматических выключателей

Характеристики выключателей и их группы

Для автомата существует несколько важных характеристик, по которым выбирают автомат для разных нагрузок. Одна из них характеристика срабатывания автоматических выключателей.

На графике№1 показаны различие время токовых характеристик 3 -х основных групп автоматов

Кривая характеристики показывает, как время срабатывания автомата меняется от величины отношения тока через контакты автомата к номинальному его значению. Линия зависимости отображается графически. Например, автоматы одного номинала при разных характеристиках кривых автоматических выключателей имеют разное время отключения.Также на графике №1 отмечены прямоугольниками зоны действия тепловой защиты и электромагнитной защиты автоматов.

Характеристики автоматических выключателей A, B, C, D

Чтобы точно подобрать автомат под нагрузку, их разбивают на четыре группы с отличающимися время токовыми характеристиками автоматических выключателей.

Список групп:
А – ток(2-3) ln;
B – ток(3-5) ln;
C – ток(5-10) ln;
D – ток(10-20) ln;
где – ln номинальный ток (предельный ток для длительной работы).

С характеристикой А автоматы применяются не часто, там где имеется незначительное превышение номинального значения тока.

Автоматический выключатель характеристика B

Этот график отражает зависимость времени срабатывания всех видов защиты автомата от проходящего по нему величины тока. По оси X отображается кратность предельного тока к номинальному току – величина (I/In). По оси Y отображается время в секундах.

На графике изображены две линии кривая времени срабатывания тепловой защиты устройств автоматических выключателей) и кривая срабатывания электромагнитной защиты. Линии внизу графика отображают горячее состояние автомата, наверху показывают холодное его состояние. Пунктиром обозначены верхние значения автоматов до 32 А. Все графики составлены для рабочей температуры автоматических выключателей +30°С.

График №2 Время токовые характеристики для группы B с током превышения номинального тока в 3 – 5 раз

На графике №2 видно, что проходящий ток автомата 3ln, и он отключается через время 0, 02 сек. в подогретом состоянии, а отключается за 32 секунды в не разогретом виде, в случае автомата до 32 А, автомат выше 32А отключится за 78 сек. При токе через автомат в 5In отключение происходит за 0,01 сек. для горячей линии и за 0,03 сек. для холодного автомата.

Характеристика автомата B используется для защиты чисто активной нагрузки. Это – электропечи, освещение, обогреватели. Чтобы соблюдать селективность автоматических выключателей в складах, домах и магазинах на вводе используют автомат характеристики C, для вторичных линий освещения, бытовых электроприборов с характеристикой В, с меньшим током пуска.

Автоматические выключатели характеристика С

Все автоматы характеристики С имеют большее значение кратности тока к номиналу – I/In, относительно автоматов с характеристикой В, кратность от 5 до 10In. Смотрим на графике №3, при токе 5In автомат отключается в течении 0,02 секунды в разогретом виде, и за 11 сек. для холодного автомата ниже 32 ампер, и через 27 сек. отключение произойдет для автомата выше 32 А.

График №3 Время токовые характеристики для группы автоматов С

Проходящий ток в 10In вызовет отключение через 0,01 сек. для горячей линии и 0,027 сек. для холодной. С такой характеристикой автоматы устанавливают в защите двигателя с не большими пусковыми токами, для освещения, в офисах, домах, квартирах, подсобных помещениях.

Характеристика D автоматического выключателя

Смотрите график №4. Проходящий ток в 10In вызовет отключение через 0,015 сек. горячего режима, и за 3 сек. для холодного режима и автоматов ниже 32 ампер и 8 секунд в холодном режиме автомата выше 32 ампер. Когда ток достигает 20In, автомат сработает за 0,008 сек. в подогретом виде и 0,018 – в холодном.

График №4 Время токовые характеристики для автоматов группы D

Применение этих автоматов находит в случаях тяжелых пусков с большими пусковыми токами или с частными запусками. На всех графиках показан широкий диапазон кривых, которые обусловлены большим расхождениям параметров автоматов. Эти параметры зависят от наружной температуры и температуры автомата, зависящей от значения проходящего через него тока.

Когда величина I/Iн≤1 меньше или соответствует номинальному току то, время выключения автомата будет бесконечно. Также на графике видно, что чем значительнее ток относительно номинальной величине, тем быстрее сработает автомат.

Характеристики генераторов постоянного тока | electricaleasy.com

Как правило, во внимание принимаются следующие три характеристики генераторов постоянного тока: (i) характеристика разомкнутой цепи (O.C.C.), (ii) внутренняя или общая характеристика и (iii) внешняя характеристика. Эти характеристики генераторов постоянного тока объясняются ниже.

1. Характеристика разомкнутой цепи (O.C.C.) (E

₀ / I _f ) Характеристика холостого хода также известна как магнитная характеристика или характеристика насыщения без нагрузки . Эта характеристика показывает соотношение между генерируемой ЭДС без нагрузки (E ₀ ) и током возбуждения (I _f ) при заданной фиксированной скорости. O.C.C. Кривая — это просто кривая намагничивания, она практически одинакова для всех типов генераторов. Данные для O.C.C. Кривая получена при работе генератора без нагрузки и поддержании постоянной скорости. Ток возбуждения постепенно увеличивается, и регистрируется соответствующее напряжение на клеммах. Схема подключения для получения O.C.C.кривая показана на рисунке ниже. Для генераторов с параллельным или последовательным возбуждением обмотка возбуждения отсоединяется от машины и подключается к внешнему источнику питания.
Теперь из уравнения ЭДС генератора постоянного тока мы знаем, что Eg = kɸ. Следовательно, генерируемая ЭДС должна быть прямо пропорциональна потоку поля (и, следовательно, также прямо пропорциональна току поля). Однако, даже когда ток возбуждения равен нулю, генерируется некоторая величина ЭДС (представленная OA на рисунке ниже). Эта первоначально наведенная ЭДС возникает из-за того, что существует некоторый остаточный магнетизм в полюсах поля.Из-за остаточного магнетизма в якоре индуцируется небольшая начальная ЭДС. Эта первоначально наведенная ЭДС помогает существующему остаточному потоку и, следовательно, увеличивает общий поток поля. Следовательно, это увеличивает наведенную ЭДС. Таким образом, O.C.C. следует по прямой. Однако по мере увеличения плотности потока полюса насыщаются, и ɸ становится практически постоянным. Таким образом, даже если мы увеличиваем I _f дальше, ɸ остается постоянным и, следовательно, Eg также остается постоянным. Следовательно, O.C.C. кривая выглядит как характеристика B-H.
На приведенном выше рисунке показана типичная кривая насыщения без нагрузки или характеристики разомкнутой цепи для всех типов генераторов постоянного тока.

2. Внутренняя или общая характеристика (E / I

_a ) Внутренняя характеристическая кривая показывает соотношение между ЭДС, генерируемой под нагрузкой (Eg), и током якоря (I _a ). ЭДС Eg, генерируемая под нагрузкой, всегда меньше E ₀ из-за реакции якоря. Например, можно определить, вычитая падение из-за размагничивающего эффекта реакции якоря из напряжения холостого хода E ₀ .Следовательно, внутренняя характеристическая кривая находится ниже O.C.C. изгиб.

3. Внешняя характеристика (V / I

_L ) Кривая внешней характеристики показывает соотношение между напряжением на клеммах (В) и током нагрузки (I _L ). Напряжение на клеммах V меньше генерируемой ЭДС Eg из-за падения напряжения в цепи якоря. Следовательно, внешняя характеристическая кривая находится ниже внутренней характеристической кривой. Внешние характеристики очень важны для определения пригодности генератора для данной цели.Поэтому этот тип характеристики иногда также называют характеристикой производительности или характеристикой нагрузки .

Внутренние и внешние характеристики показаны ниже для каждого типа генератора.

Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Если нет реакции якоря и падения напряжения на якоре, напряжение останется постоянным при любом токе нагрузки. Таким образом, прямая линия AB на рисунке выше представляет зависимость напряжения холостого хода отток нагрузки I _L . Из-за размагничивающего эффекта реакции якоря ЭДС, генерируемая под нагрузкой, меньше напряжения холостого хода. Кривая переменного тока представляет генерируемую под нагрузкой ЭДС Eg в зависимости от тока нагрузки I _L , то есть внутреннюю характеристику (как I _a = I _L для генератора постоянного тока с независимым возбуждением). Кроме того, напряжение на клеммах меньше из-за омического падения, возникающего в якоре и щетках. Кривая AD представляет зависимость напряжения на клеммах от тока нагрузки, т.е.внешняя характеристика.

Характеристики шунтирующего генератора постоянного тока

Для определения характеристик внутренней и внешней нагрузки шунтирующего генератора постоянного тока машине разрешается повышать свое напряжение перед приложением какой-либо внешней нагрузки. Для повышения напряжения шунтирующего генератора генератор приводится в действие первичным двигателем с номинальной скоростью. Начальное напряжение индуцируется остаточным магнетизмом в полюсах поля. Генератор наращивает свое напряжение, как объяснил O.C.C. изгиб. Когда генератор набирает напряжение, он постепенно нагружается резистивной нагрузкой, и показания снимаются с подходящими интервалами.Схема подключения показана на рисунке ниже.
В отличие от генератора постоянного тока с независимым возбуждением, здесь I _L ≠ I _a . Для шунтирующего генератора I _a = I _L + I _f . Следовательно, внутренняя характеристика может быть легко передана в Eg vs. I _L путем вычитания правильного значения I _f из I _a .
В нормальных условиях работы, когда сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается. Но по мере того, как мы уменьшаем сопротивление нагрузки, напряжение на клеммах также падает. Таким образом, сопротивление нагрузки может быть уменьшено до определенного предела, после чего напряжение на клеммах резко снижается из-за чрезмерной реакции якоря при очень высоком токе якоря и увеличенных потерь I ² R. Следовательно, за пределами этого предела любое дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приводит к уменьшению тока нагрузки. Следовательно, внешняя характеристическая кривая поворачивается обратно, как показано пунктирной линией на приведенном выше рисунке.

Характеристики генератора постоянного тока серии

Кривая AB на рисунке выше идентична характеристике разомкнутой цепи (O.C.C.) кривая. Это связано с тем, что в генераторах постоянного тока обмотка возбуждения включена последовательно с якорем и нагрузкой. Следовательно, здесь ток нагрузки аналогичен току возбуждения (т.е. I _L = I _f ). Кривые OC и OD представляют внутреннюю и внешнюю характеристики соответственно. В последовательном генераторе постоянного тока напряжение на клеммах увеличивается с током нагрузки. Это связано с тем, что по мере увеличения тока нагрузки увеличивается и ток возбуждения. Однако за пределами определенного предела напряжение на клеммах начинает уменьшаться с увеличением нагрузки.Это происходит из-за чрезмерного размагничивания реакции якоря.

Характеристики комбинированного генератора постоянного тока

На рисунке выше показаны внешние характеристики составных генераторов постоянного тока. Если ампер-витки последовательных обмоток настроены так, что увеличение тока нагрузки вызывает увеличение напряжения на клеммах, то генератор вызывает перекомпенсацию. Внешняя характеристика сверхкомплексного генератора показана кривой AB на рисунке выше.
Если ампер-витки последовательных обмоток регулируются таким образом, чтобы напряжение на клеммах оставалось постоянным даже при увеличении тока нагрузки, то генератор называется плоско-составным.Внешняя характеристика плоского составного генератора показана кривой AC.
Если последовательная обмотка имеет меньшее количество витков, чем требуется для плоской компаундированной обмотки, тогда генератор называется недостаточно компаундированным. Внешние характеристики недокомплектованного генератора показаны кривой AD.

Рабочие характеристики синхронной машины

Рабочие характеристики синхронной машины:

Здесь исследуются рабочие характеристики синхронной машины в условиях переменной нагрузки и переменного возбуждения.Предполагается, что одна из этих величин остается постоянной, в то время как другая может изменяться в широком диапазоне. Кроме того, и здесь сопротивление якоря будет считаться незначительным. Это не меняет существенно рабочие характеристики машины, но упрощает понимание работы машины. Более общий случай машины с учётом сопротивления якоря будет рассмотрен в гл. 8.9. В силу предположения о пренебрежимо малом сопротивлении электрическая мощность на клеммах машины и механическая мощность на ее валу просто связаны следующим образом:

Генераторная машина

Моторная машина

Угол поворота Характеристика

Рисунок 8. 29 показаны принципиальные схемы и векторные диаграммы синхронной машины в генераторном режиме (рис. 8.29 (a) и (c)) и двигательном режиме (рис. 8.29 (b) и (d)). Предполагается, что машина подключена к бесконечным шинам напряжения V _t . Из векторных диаграмм легко заметить, что в генерирующем режиме ЭДС возбуждения E _f опережает V _t на угол δ, а в автомобильном — отстает от V _t . Из векторного треугольника OMP (рис. 8.29 (в) и (г)) следует, что

Умножение обеих частей уравнения.(8.41) по V _т

, где P _e = V _t l _a cos Φ = электрическая мощность (на фазу), передаваемая на шины δ = угол между E _f и V _t и называется углом мощности машины (знак δ имеет противоположный знак для генераторных / моторных режимов).

Отношения уравнения. (8.42) известна как угловая характеристика машины и показана на рис. 8.30 для заданных V _t и E _f .Максимальная мощность

возникает при δ = 90 °, после чего машина выходит из шага (теряет синхронизм). Машину можно поднять до P _{e, max} , только постепенно увеличивая нагрузку. Это известно как предел устойчивости машины в установившемся режиме. Обычно машина работает при δ намного меньше 90 °. Векторная диаграмма генераторной машины при условии P _{e, max} изображена на рис. 8.31. Очевидно, что / _a будет в несколько раз больше, чем номинальный ток машины в этом состоянии.

Работа при постоянной нагрузке с переменным возбуждением

При постоянной нагрузке, по формуле. (8,42)

Таким образом, наблюдается, что при постоянной нагрузке, поскольку ЭДС возбуждения E _f изменяется (путем изменения тока возбуждения I _f ), угол мощности δ изменяется таким образом, что E _f sin δ остается постоянным. Поведение машины изображено на векторных диаграммах на рисунках (8.32 (a) и (b)). При изменении E _f кончик вектора E̅ _f движется по линии, параллельной V̅ _t , и на расстоянии E _f sinδ = P _e X _s / V _t от него.Поскольку I _a cosΦ = постоянный, проекция вектора тока на V _t должна оставаться постоянной, то есть вершина вектора тока ведет линию, перпендикулярную V _t на расстоянии I _a cosΦ = P _e / V _t из оригинала. Вектор тока I̅ _a всегда расположен под углом 90 ° к вектору I̅ _a X _s (концы фазора соединяются с E tips _f и V̅ _t в направлении E̅ _f ). Возбуждение (E _f ), соответствующее единице коэффициента мощности, известно как нормальное возбуждение, в то время как возбуждение, большее, чем это, называется избыточным возбуждением, а меньшее — недовозбуждением. Следующие выводы * сделаны на основе векторных диаграмм рис. 8.32 (a)

Генераторная машина

1. Машина подает ток с запаздывающим коэффициентом мощности при чрезмерном возбуждении.
2. Машина вырабатывает ток с опережающим коэффициентом мощности при недостаточном возбуждении.

Моторная машина

1. Машина потребляет ток с опережающим коэффициентом мощности при перегрузке.
2. При недовозбуждении машина потребляет ток с запаздывающим коэффициентом мощности.

Из этих векторных диаграмм также легко заметить, что величина тока якоря имеет минимум, когда его возбуждение непрерывно увеличивается из недовозбужденного состояния. Характер графика l _— в зависимости от возбуждения (I _f ) для различных значений нагрузки (активной мощности) показан на рис. 8.33. Они известны как V-образные кривые синхронной машины из-за их формы. Несмотря на то, что для работы генератора / двигателя нарисован только один рисунок, фактическая форма V-образных кривых для двух случаев не будет идентична. Небольшое размышление покажет, что графики PF в сравнении с I _f будут инвертированными V-образными кривыми.

Минимальное возбуждение

Из фиг. 8.32 (a) и (b) видно, что по мере уменьшения возбуждения угол 5 непрерывно увеличивается. Минимально допустимое возбуждение E _f (мин) соответствует пределу устойчивости, т.е. δ = 90 °. Очевидно

Минимальный ток возбуждения и соответствующий ток якоря для данной нагрузки pu на пределе устойчивости показан пунктирной кривой на рис.8.33.

Наблюдение

В синхронной машине реальная электрическая мощность, передаваемая с шинами, регулируется механической мощностью на валу независимо от возбуждения. Возбуждение, с другой стороны, регулирует только коэффициент мощности машины, не влияя на реальный поток мощности. Например, в генераторе, если требуется подавать больше реальной мощности на шины, дроссель должен быть открыт, чтобы впускать больше пара в турбину (соединенную с генератором), тем самым подавая больше механической энергии на вал. Как следствие, угол мощности δ увеличивается, как и выходная электрическая мощность (уравнение 8.42)). Однако, если требуется отрегулировать коэффициент мощности машины, ее возбуждение следует изменять (в пределах, установленных уравнением (8.46)).

Кривая смешения

Пунктирные кривые на рис. 8.33 относятся к постоянному напряжению на клеммах и работе синхронной машины с постоянным коэффициентом мощности. Для работы генераторной машины эти кривые называются кривыми сложения.Они снова представлены на рис. 8.34 как ток возбуждения, необходимый для данного тока якоря или нагрузки в кВА при определенном коэффициенте мощности для постоянного напряжения на клеммах. Это полезное руководство по эксплуатации генератора в электростанции.

Синхронный конденсатор

Выше было показано, что синхронный двигатель в состоянии перегрузки работает с опережающим коэффициентом мощности. Поэтому синхронные двигатели используются в больших мощностях.

установок для улучшения общего коэффициента мощности установки.

На холостом ходу с пренебрежимо малыми потерями синхронный двигатель работает на

, что означает, что E _f и V _t находятся в фазе. Из векторной диаграммы рис. 8.35 видно, что машина (двигатель) потребляет опережающий ток с нулевым коэффициентом мощности

и потребляет отстающий ток с нулевым коэффициентом мощности

Таким образом, синхронный двигатель на холостом ходу ведет себя как переменный конденсатор или индуктор, просто изменяя свое возбуждение.Машина, работающая в таких условиях (двигатель на холостом ходу или при небольшой нагрузке), известна как синхронный конденсатор и находит применение в крупных интегрированных энергосистемах для повышения коэффициента мощности в условиях большой нагрузки и для снижения коэффициента мощности при малой нагрузке. условия нагрузки, тем самым контролируя профиль напряжения энергосистемы в разумных пределах.

Синхронный двигатель двойного назначения

Синхронный двигатель используется в промышленности / на заводе для двух целей.Он приводит в действие механическую нагрузку с постоянной скоростью, такую ​​как большой насос, генератор постоянного тока и т. Д., И в то же время он также корректирует в противном случае низкую задержку pf электрической нагрузки, такой как асинхронные двигатели и люминесцентные лампы. Такой синхронный двигатель двойного назначения называется синхронным двигателем двойного назначения.

Характеристики генератора постоянного тока с последовательной обмоткой

В этих типах генераторов обмотки возбуждения, обмотки якоря и внешняя цепь нагрузки подключены последовательно, как показано на рисунке ниже.

Следовательно, один и тот же ток протекает через обмотку якоря, обмотку возбуждения и нагрузку.
Пусть, I = I _a = I _sc = I _L
Здесь I _a = ток якоря
I _sc = последовательный ток возбуждения
I _L = ток нагрузки
Обычно три наиболее важные характеристики генератора постоянного тока с последовательной обмоткой, которые показывают взаимосвязь между различными величинами, такими как последовательный ток возбуждения или ток возбуждения, генерируемое напряжение, напряжение на клеммах и ток нагрузки.

Характеристика магнитной цепи или разомкнутой цепи генератора постоянного тока с последовательной обмоткой

Кривая, которая показывает соотношение между напряжением холостого хода и током возбуждения поля, называется характеристической кривой магнитной или разомкнутой цепи . Поскольку при отсутствии нагрузки клеммы нагрузки разомкнуты, в поле не будет тока возбуждения, так как якорь, поле и нагрузка соединены последовательно, и эти три образуют замкнутый контур цепи. Таким образом, эту кривую можно получить практически, разделив обмотку возбуждения и возбуждая генератор постоянного тока внешним источником.

Здесь на диаграмме ниже кривая AB показывает магнитную характеристику генератора постоянного тока с последовательной обмоткой. Линейность кривой сохранится до насыщения полюсов. После этого больше не будет значительного изменения напряжения на клеммах генератора постоянного тока для увеличения тока возбуждения. Из-за остаточного магнетизма на якоре будет небольшое начальное напряжение, поэтому кривая начинается с точки A, которая немного выше начала координат O.

Внутренняя характеристика последовательного генератора постоянного тока

Внутренняя характеристика Кривая показывает соотношение между напряжением, генерируемым в якоре, и током нагрузки.Эта кривая получается путем вычитания падения из-за размагничивающего эффекта реакции якоря из напряжения холостого хода. Таким образом, фактическое генерируемое напряжение (E _g ) будет меньше напряжения холостого хода (E ₀ ). Вот почему кривая немного отклоняется от характеристической кривой холостого хода. Здесь, на диаграмме ниже, кривая OC показывает внутреннюю характеристику или общую характеристику генератора постоянного тока с последовательной обмоткой.

Внешняя характеристика последовательного генератора постоянного тока

Внешняя характеристика показывает изменение напряжения на клеммах (В) в зависимости от тока нагрузки (I _L ).Напряжение на клеммах этого типа генератора получается путем вычитания омического падения из-за сопротивления якоря (R _a ) и последовательного сопротивления поля (R _sc ) из фактически генерируемого напряжения (E _g ).
Напряжение на клеммах V = E _g — I (R _a + R _sc )
Кривая внешней характеристики лежит ниже кривой внутренней характеристики, поскольку значение напряжения на клеммах меньше генерируемого напряжения. Здесь на рисунке кривая OD показывает внешнюю характеристику генератора постоянного тока с последовательной обмоткой.

Из характеристик генератора постоянного тока с последовательной обмоткой можно заметить, что с увеличением нагрузки (нагрузка увеличивается при увеличении тока нагрузки) напряжение на клеммах машины увеличивается. Но после достижения максимального значения начинает уменьшаться из-за чрезмерного размагничивающего эффекта реакции якоря. Это явление показано на рисунке пунктирной линией. Пунктирная часть характеристики дает приблизительно постоянный ток независимо от внешнего сопротивления нагрузки.Это связано с тем, что при увеличении нагрузки увеличивается ток возбуждения, поскольку поле последовательно соединяется с нагрузкой. Аналогично, при увеличении нагрузки увеличивается ток якоря, поскольку якорь также последовательно соединен с нагрузкой. Но из-за насыщения не будет дальнейшего значительного повышения напряженности магнитного поля, следовательно, дальнейшего увеличения индуцированного напряжения. Но из-за повышенного тока якоря влияние реакции якоря значительно возрастает, что вызывает значительное падение напряжения нагрузки.Если напряжение нагрузки падает, ток нагрузки также уменьшается пропорционально, поскольку ток пропорционален напряжению в соответствии с законом Ома. Таким образом, увеличение нагрузки имеет тенденцию к увеличению тока нагрузки, но уменьшение напряжения нагрузки имеет тенденцию к уменьшению тока нагрузки. Из-за этих двух одновременных эффектов не будет значительного изменения тока нагрузки в пунктирной части внешних характеристик генератора постоянного тока с последовательной обмоткой. Вот почему последовательный генератор постоянного тока называется генератором постоянного тока постоянного тока.

Характеристики и характеристики электродвигателей

Кривая характеристик

На первой декартовой шкале показаны крутящий момент в [Нм] (ось X), скорость вращения в [об / мин] (ось Y1), потребление тока в [A] (ось Y2) , КПД (ось Y3).

— Для полноты только на этом графике также представлена ​​кривая выходной мощности в [Вт] (ось Y4).В технических паспортах нет кривой выходной мощности.

Ниже перечислены справочные параметры и объясняется, как считывать характеристическую кривую.

Зона непрерывного функционирования	Ю 1
Номинальное натяжение	V n [V]	Напряжение питания
Скорость холостого хода	n 0 [об / мин]	Скорость двигателя без нагрузки
Ток холостого хода	I 0 [A]	Ток, потребляемый двигателем без нагрузки
Номинальная скорость	η Н [об / мин]	Минимальная скорость, с которой двигатель может работать непрерывно
Номинальный крутящий момент	M N [Нм]	Максимальный крутящий момент, с которым двигатель может работать непрерывно
Номинальный ток	I n [A]	Максимальный ток, при котором двигатель может работать непрерывно
Тормозной момент	M s [Нм]	Крутящий момент с заблокированным ротором
Стоячий ток	I с [A]	Ток при заблокированном роторе
Максимальная мощность	P макс. (- 1)] / [V * A].

Как читать характеристическую кривую

Каждому значению крутящего момента соответствует значение тока и скорости. Каждая точка, соответствующая определенной нагрузке, расположена на идеальной вертикальной линии, начинающейся от значения крутящего момента на оси «x».

Затем на диаграмме определяется область, называемая «непрерывная рабочая зона», которая охватывает все рабочие условия до линии, определяющей номинальные значения.

Номинальная рабочая нагрузка — последняя в порядке возрастания приложенной нагрузки, при которой двигатель может работать непрерывно без повреждений.

Номинальные значения, указанные в технических паспортах, являются ориентировочными, и для сертификации продукта необходимо провести испытание на срок службы.

Что касается срока службы двигателя постоянного тока или редукторного двигателя постоянного тока , нет параметра, который бы точно определял, как долго может работать двигатель при определенной нагрузке и с определенным рабочим циклом.

Каждое применение имеет свои особенности, такие как механическое трение, образование пиков, особые условия окружающей среды, которые также могут сильно повлиять на срок службы щеток.

Допуски характеристических кривых

Если не указано иное, это должно рассматриваться как допуск для скорости, область между двумя линиями, параллельная линии скорости, рассчитанная из значений +/- 10% от скорости холостого хода.

Для тока следует учитывать допуск +/- 10% от каждого значения тока.

Эти допуски применяются, когда двигатель «холодный» (20 ° C).

Изолированный индукционный генератор

— Circuit Globe

Изолированный индукционный генератор означает, что индукционная машина может работать как генератор даже без внешней системы питания.Конденсаторная батарея с трехфазным соединением по схеме треугольника подключается к клеммам машины, как показано на рисунке ниже. Это обеспечивает необходимое возбуждение для машины.

Остаточный поток, присутствующий в машине, обеспечивает начальное возбуждение. В отсутствие остаточного потока машина на мгновение запускается как асинхронный двигатель для создания остаточного потока. Скорость вращения двигателя немного выше синхронной скорости без нагрузки от первичного двигателя. В статоре индуцируется небольшая ЭДС с частотой, пропорциональной скорости вращения ротора.

Напряжение, возникающее на трехфазной батарее конденсаторов, вызывает опережающий ток, потребляемый батареей конденсаторов. Этот ток почти равен запаздывающему току, подаваемому обратно в генератор.

Поток, создаваемый током, помогает начальному остаточному потоку, вызывая увеличение общего потока. В результате напряжение повышается. Это увеличение напряжения вызывает увеличение возбуждающего тока и дальнейшее увеличение напряжения на клеммах.

Это увеличение напряжения продолжается до точки, где характеристика намагничивания машины и вольт-амперная характеристика конденсаторной батареи пересекаются друг с другом. На графике ниже показана кривая намагничивания и характеристика V-I _C .

На этом этапе реактивные вольт-амперы, необходимые генератору, равны реактивным вольт-амперам, подаваемым конденсаторной батареей. Рабочая частота зависит от скорости ротора, а изменение нагрузки влияет на скорость ротора. Напряжение в основном контролируется емкостным реактивным сопротивлением на рабочей частоте. Основным недостатком изолированного индукционного генератора является то, что при отстающей нагрузке с коэффициентом мощности напряжение падает очень быстро.

Эксплуатационные характеристики генераторов постоянного тока — Электрические машины Вопросы и ответы

Этот набор вопросов и ответов с множественным выбором (MCQ) для электрических машин посвящен «Рабочим характеристикам генераторов постоянного тока».

1. Какие из следующих характеристик говорят о природе намагничивания машины?
a) Характеристики холостого хода
b) Характеристики нагрузки
c) Характеристики якоря
d) Характеристики холостого хода и нагрузки
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: Для прогнозирования требуются характеристики как холостого хода, так и нагрузки. намагничивание машины.

2. Выберите наиболее неподходящее из следующего для характеристик холостого хода генератора постоянного тока.
a) Это характеристика разомкнутой цепи машины
b) Это характеристика намагничивания машины
c) Она проводится на ненагруженной машине
d) Ни один из упомянутых
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: Все указанные характеристики верны.

3. Внешняя характеристика построена между ____________
a) зависимость напряжения на клеммах от тока якоря при постоянном возбуждении
b) зависимости напряжения на клеммах от тока возбуждения при постоянном токе якоря
c) наведенной эдс якоря от тока якоря при постоянном возбуждении
d) ни один из упомянутый
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Внешняя характеристика нанесена на график между напряжением на клеммах и током якоря при фиксированном возбуждении.

4. Студент забыл отметить оси x-y в своих экспериментах, но он просто записал причину и следствие для каждой из них. Как он сделает вывод о характеристиках якоря из всех построенных графиков?
a) Отметив график для постоянного напряжения на клеммах
b) Отметив график для постоянного тока возбуждения
c) Отметив график для постоянного тока якоря
d) Отметив график для постоянной скорости
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Характеристика якоря наблюдается при постоянном напряжении на зажимах для зависимости ЭДС от тока якоря.

5. Характеристика якоря также известна как _________
a) характеристика регулирования
b) характеристика намагничивания
c) внешняя характеристика
d) характеристика нагрузки
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Характеристика якоря также известна как характеристика регулирования. Это так называется из-за того, что разница в напряжении на клеммах помогает определить отклонение напряжения.

6. Линия воздушного зазора представляет _________
a) магнитное поведение воздушного зазора машины постоянного тока
b) магнитное поведение воздушного зазора индукционной машины
c) магнитное поведение железного сердечника
d) все упомянуто
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Линия воздушного зазора на кривой намагничивания представляет идеальную природу машины, учитывая отсутствие насыщения для машины постоянного тока.

7. Определите характеристику якоря генератора постоянного тока.
a)
b)
c)
d)
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: При низких значениях проводника якоря увеличение тока возбуждения очень мало, чтобы обеспечить падение IaRa. При большом токе якоря ток возбуждения резко увеличивается, чтобы компенсировать падение напряжения, вызванное реакцией якоря.

8. Для данного генератора постоянного тока строится внешняя характеристика. Без использования дополнительных графиков, как мы можем получить внутреннюю характеристику?
a) Добавляя падение IaRa к графику
b) Добавляя реакцию якоря
c) За счет уменьшения падения IaRa
d) Все упомянутые
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Добавив падение сопротивления якоря, мы можем получить внешнюю характеристику для генератора постоянного тока.

9. Определите машины, наблюдая за их внешними характеристиками для (i) и (ii) соответственно.
(i)
(ii)
a) Генератор постоянного тока с раздельным возбуждением, шунтирующий генератор
b) Шунтирующий генератор, генератор постоянного тока с раздельным возбуждением
c) Генератор постоянного тока с дифференциальным возбуждением, с отдельным возбуждением
d) Генератор постоянного тока серии, шунтирующий генератор
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: В шунтирующем генераторе постоянного тока напряжение падает намного быстрее с нагрузкой из-за падения тока возбуждения с напряжением на клеммах.

10. Падение напряжения на клеммах от холостого хода до полной нагрузки в шунтирующем генераторе может быть скомпенсировано с помощью _________
a) вспомогательного последовательного поля
b) длинного шунтирующего дифференциального поля
c) вспомогательного шунтирующего поля
d) любого мер
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Посредством последовательного поля падение реакции якоря может быть компенсировано.

11. Отметьте правильный порядок внешних характеристик составных генераторов на приведенном ниже графике.

a) 1: над соединением, 2: над соединением, 3: под соединением, 4: под соединением
b) 1: под соединением, 2: над соединением, 3: над соединением, 4: над соединением с дифференциалом
c) 1: дифференциальное соединение, 2: соединение уровня, 3: нижнее соединение, 4: соединение
d) 1: большее соединение, 2: дифференциальное соединение, 3: нижнее соединение, 4: соединение уровня
Просмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: Избыточное компаундирование обеспечивает максимальную разницу напряжений без нагрузки, в то время как дифференциальное компаундирование — наименьшее.

12. Внешняя характеристика для генератора постоянного тока?
a)
b)
c)
d)
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: До насыщения наблюдается линейное поведение.

13. Почему якорь машины постоянного тока изготовлен из штампованной кремнистой стали?
a) Для уменьшения потерь на гистерезис
b) Для уменьшения потерь на вихревые токи
c) Для простоты создания щелей
d) Для достижения высокой проницаемости
Посмотреть ответ

Ответ: a
Объяснение: кремнистая сталь имеет очень высокая проницаемость и обеспечивает постоянство флюса.Тем самым принося меньшие убытки.

14. Какие потери происходят в зубцах генератора постоянного тока?
a) Для уменьшения потерь на гистерезис
b) Для уменьшения потерь на вихревые токи
c) Для уменьшения потерь на вихревые токи, а также на гистерезис
d) Для достижения высокой проницаемости
Посмотреть ответ

Ответ: c
Пояснение: Зубья машины имеют как потери на вихревые токи, так и потери на гистерезис.

15. Для составного генератора с уровнем 220 В напряжение на клеммах при половинной нагрузке составляет?
a) более 220 В
b) такое же, как напряжение холостого хода
c) напряжение больше, чем напряжение холостого хода
d) напряжение меньше, чем напряжение холостого хода
Посмотреть ответ

Ответ: b
Пояснение: в ровной смеси Генератор постоянного тока напряжение на клеммах остается таким же, как и напряжение без нагрузки при всей нагрузке.

Sanfoundry Global Education & Learning Series — Электрические машины.

Чтобы практиковаться во всех областях работы с электрическими машинами, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

Электрические машины — Кривая скорости крутящего момента асинхронного двигателя

Уравнение крутящего момента Тевенина было использовано выше для построения кривой крутящего момента асинхронной машины. Поскольку крутящий момент задается только как функция скольжения, можно использовать это уравнение, чтобы найти скольжение, при котором крутящий момент является максимальным. Однако математически более простой и интуитивно понятный Ответ можно найти, рассматривая поток мощности в эквиваленте Тевенина на рис. 2. Анализируя полную эквивалентную схему, было замечено, что

\ [ \ tau = \ frac {P_ {gap}} {\ omega_s} \]

Следовательно, поскольку синхронная скорость постоянна, максимальный крутящий момент возникает на такое же скольжение, как и максимальная мощность воздушного зазора.{0.5} \ right)} \]

Обсуждение

Из уравнений для крутящего момента и проскальзывания видно, что

• Скольжение, при котором возникает максимальный крутящий момент, пропорционально сопротивлению ротора
• Величина максимального крутящего момента не зависит от сопротивления ротора

Если все остальные параметры останутся постоянными, увеличение сопротивления ротора будет:

1. Уменьшите скорость, при которой достигается максимальный крутящий момент
2. Увеличить пусковой крутящий момент (до \ (s_ {po} = 1 \))
3. Увеличение скольжения для заданного крутящего момента
4. Уменьшить скорость для заданного крутящего момента
5. Увеличить потери ротора при заданном крутящем моменте

Последний пункт выше можно показать, учитывая, что уравнение крутящего момента

\ [ \ tau = \ frac {3I_2 ^ 2R_2} {s \ omega_s} \]

— это фактически потеря меди в роторе, деленная на скорость скольжения.