Тема 3. Электротехнические устройства .

 

Электротехнические устройства - это элементарные части любых электрических схем, которые обеспечивают её общее функционирование как целостной электрической системы. Они являются элементами управление, распределения, выполнения, защиты, индикации, переключения и т.д. Ведь благодаря им возможно создание любого электрооборудования, различной сложности и назначения.

К ним относятся обычные магнитные пускатели, автоматические выключатели, всевозможные реле, датчики, электродвигатели, преобразователи, счетчики и измерители и т.д. В общем, всё то, с чем электрик постоянно сталкивается при своей работе.

Электроустановочные изделия— из самого их названия можно понять назначение данных компонентов. Это все те электротехнические устройства, которые устанавливаются, как правило, при выполнении монтажа и сборки внутрь шкафов, щитков, панелей, стен и т.д. Для примера всё те же розетки, выключатели, автоматы, блоки управления, индикаторы и прочее.

Бытовые электрические устройства и электроприборы  - к данному классу относится такие электроприборы и оборудование, которое используется в домашнем обиходе и служит помощниками в повседневном быту. Это обычные электрические фены, пылесосы, бритвы, чайники, плиты, обогреватели и многое другое.

Электроинструменты - это устройства, что широко используются при строительстве, монтаже, ремонте, настройке, проверке и т.д. К ним можно отнести перфораторы, болгарки, дрели, электропилы, электронные измерители и прочее.

Электрические устройства специального назначения, к которые можно отнести множество всевозможных приборов и устройств, которые позволяют выполнять специфические работы в различных сферах науки и производства. Это, к примеру, химическая электромешалка, которая применяется в лабораториях, электролизная установка позволяющая покрывать поверхность различными слоями металлов, либо воздушные двери, работа которых позволяет потоком воздуха, создавать барьер между холодным воздухом с уличной стороны и тёплым воздухом с внутренней стороны помещения какого либо предприятия. Одним словом это те электрические устройства, благодаря которым, возможно выполнение нестандартных задач и работ.

Электрические машины - это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую. Основное отличие электрических машин от других преобразователей в том, что они обратимы, т. е. одна и та же машина может работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в режиме генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

Электрические машины по роду тока делят на машины переменного и постоянного тока.

Машины переменного тока в зависимости от принципа действия и особенностей

электромагнитной системы подразделяют на трансформаторы, асинхронные, синхронные и коллекторные машины.

Трансформаторы широко применяют для преобразования напряжения: в системах передачи и распределения электрической энергии, в выпрямительных установках, устройствах связи, автоматики и вычислительной техники, а также при электрических измерениях (измерительные трансформаторы) и функциональных преобразованиях (вращающиеся трансформаторы).

Асинхронные машины используют главным образом в качестве электрических двигателей трехфазного тока. Простота устройства и высокая надежность позволяют применять их в различных отраслях техники для привода станков, грузоподъемных и землеройных машин, компрессоров, вентиляторов и пр

Синхронные машины применяют в качестве генераторов переменного тока промышленной частоты на электрических станциях и генераторов повышенной частоты в автономных источниках питания (на кораблях, самолетах и т. п.). В электрических приводах большой мощности применяют также синхронные электродвигатели. В устройствах автоматики широко используют различные синхронные машины малой

 

      Машины постоянного тока применяют в качестве генераторов и электродвигателей в устройствах электропривода, требующих регулирования частоты вращения в широких пределах: железнодорожный и морской транспорт, прокатные станы, электротрансмиссии большегрузных автомобилей, грузоподъемные и землеройные машины, сложные металлообрабатывающие станки и пр., а также в тех случаях, когда источниками электрической энергии для питания электродвигателей служат аккумуляторные батареи (стартерные двигатели, двигатели подводных лодок, космических кораблей и т. п.).

     Генераторы постоянного тока часто применяют для питания устройств связи, зарядки аккумуляторных батарей, в качестве основных источников питания на транспортных установках (автомобилях, самолетах, тепловозах, пассажирских вагонах). Однако в последнее время генераторы постоянного тока заменяются генераторами переменного тока, работающими совместно с полупроводниковыми выпрямителями.

В системах автоматического регулирования машины постоянного тока широко используют в качестве электромашинных усилителей, исполнительных двигателей и тахогенераторов.

В зависимости от назначения электрические микромашины автоматических устройств подразделяются на следующие группы:

• силовые микродвигатели, приводящие во вращение различные механизмы автоматических устройств, самопишущих приборов и пр.;

• управляемые (исполнительные) двигатели, преобразующие подводимый к ним электрический сигнал в механическое перемещение вала, т. е. отрабатывающие определенные команды;

• тахогенераторы, преобразующие механическое вращение вала в электрический сигнал - напряжение, пропорциональное частоте вращения вала;

• вращающиеся трансформаторы, дающие на выходе напряжение, пропорциональное той или иной функции угла поворота ротора, например синусу или косинусу этого угла или самому углу;

• машины синхронной связи (сельсины, магнесины), осуществляющие синхронный и синфазный поворот или вращение нескольких механически не связанных между собой осей;

• микромашины гироскопических приборов (гироскопические двигатели, датчики угла, датчики момента), осуществляющие вращение роторов гироскопов с высокой частотой и коррекцию их положения;

• электромашинные преобразователи и усилители.

Электрические микромашины первых двух групп часто называют силовыми, а третьей - пятой групп - информационными.

Электрический двигатель – это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Двигатель электрический – основной вид двигателя в промышленности электроприводной, на транспорте, в быту и т.д. По роду тока различают электродвигатели постоянного тока, основное преимущество которых заключается в возможности экономичной и плавной регулировки частоты вращения, и двигатели переменного тока. К двигателям переменного тока относятся:

• синхронные электродвигатели, у которых частота вращения жестко связана с частотой питающего тока;

• асинхронные электродвигатели, частота вращения которых уменьшается с ростом нагрузки;

• коллекторные электродвигатели с плавной регулировкой частоты вращения в широких пределах.

 

Наиболее распространенные асинхронные двигатели электрические, они просты в производстве и надежны в эксплуатации (особенно короткозамкнутые). Их главные недостатки: значительное потребление реактивной мощности и невозможность плавного регулирования частоты вращения. Во многих мощных электроприводах применяют синхронные двигатели электрические. В тех случаях, когда необходимо регулировать частоту вращения, пользуются двигателями электрическими постоянного тока и значительно реже в этих случаях применяют более дорогие и менее надежные коллекторные двигатели электрические переменного тока. Мощность двигателя электрического от десятых долей Вт до десятков Мвт. Различают двигатели электрические в открытом исполнении, в которых вращающиеся и токоведущие части защищены от случайного прикосновения и попадания посторонних предметов; в защищенном исполнении (в т.ч. капле- и брызгозащищенные); закрытые (пыле- и влагозащищенные) и герметичные; взрывобезопасные, в которых пламя не выходит за пределы двигателя при взрыве газов внутри него.

Электродвигатели применяются как главная составляющая электропривода различных станков, так и в составе с отдельными установками, где необходимо преобразование электрической энергии в механическую (движение) например: вентиляторы с клиноременной передачей, косилки различных модификаций и т.д. Низковольтные асинхронные электродвигатели общего назначения мощностью 0,25...400 кВт, именуемые во всем мире стандартные асинхронные двигатели, составляют основу силового электропривода, применяемого во всех областях человеческой деятельности.