Електричні апарати

Мета вивчення дисципліни – якісне вивчення студентами курсу електроапаратів, без якого неможливо засвоєння послідуючих спеціальних дисциплін.

Завдання вивчення дисципліни.

В разі вивчення курсу студент повинен придбати певні знання, вміння та поняття.

Студент повинен знати принципи роботи та загальні властивості найважливіших та найбільше розповсюджених апаратів; методи розрахунку магнітних ланцюгів електромагнітів; електродинамічних сил; нагрівання електричних апаратів.

Студент повинен вміти вибирати електричні апарати для рішення конкретних технічних задач при дослідженні, проектуванні та при експлуатації електрообладнання; перевіряти на динамічну і термічну стійкість вибрану електричну апаратуру; визначати і змінювати параметри роботи апаратів.

Студент повинен засвоїти поняття основних особливостей, можливостей та взаємодій апаратів та інших електричних устроїв та систем, що дозволить йому забезпечити високо економічну та продуктивну роботу електрообладнання та творче застосування досягнень в апаратобудуванні для дальшого їх розвитку.

Перелік дисциплін, засвоєння яких необхідне для вивчення дисципліни.

Для засвоєння курсу "Електричні апарати" студент повинен перед тим вивчити такі дисципліни:

Вища математика: математичний аналіз; диференціальне та інтегральне числення: комплексний метод розрахунку.
Теоретичні основи електротехніки: закони повного струму, Ома, Кірхгофа, Максвела, електромагнітної індукції. Методи розрахунку електричних і магнітних ланцюгів - комплексний метод. Розрахунок перехідних процесів в електричних ланцюгах.
Електротехнічні матеріали: магнітом'які та магнітотверді матеріали; ізоляційні матеріали.
Електричні вимірювання: методи та способи вимірювання напруги, струму, потужності, електричної енергії; електровимірювальні прибори.

 

ПРОГРАМА КУРСУ

 

Модуль 1. Вступ. Магнітні кола. Електромагніти

Тема 1. Визначення і класифікація апаратів. Магнітні кола.

Лекція 1. Короткий iсторичний огляд розвитку i сучасного стану електро-апаратобудiвництва. Визначення i класифiкацiя електричних апаратiв. Галузi застосування електричної апаратури i її роль у комплекснiй автоматизацiї. Умови роботи електричних апаратiв i вимоги, поставлені до них. Шляхи подальшого розвитку i використання електричних апаратiв.

Лекція 2. Закони магнiтних ланцюгiв. Розрахунок магнiтних ланцюгiв при постiйному струмi без урахування потокiв розсiювання. Розрахунок магнiтних ланцюгiв при постiйному струмi з урахуванням потокiв розсiювання.

Лекція 3. Розрахунок магнiтних ланцюгiв змiнного струму.

Тема 2. Електромагніти.

Лекція 4. Електромагніти. Визначення та поняття. Класифiкацiя. Статичні тягові характеристики електромагнітів при постiйному i змiнному струмі.

Лекція 5 . Електромагнiти змiнного струму. Динамiчнi характеристики електромагнітів. Час спрацьовування i час вiдпускання. Затримання та прискорення дiї електромагнiта.

Лекція 6 . Постiйнi магнiти. Визначення та поняття. Крива розмагнічування. Магнiтна енергiя i крива повернення. Поляризованi електромагнiтнi механiзми. Класифiкацiя. Розрахунок МРС котушок поляризованих електромагнітів.

Модуль 2. Електродинамічні сили. Електрична дуга

Тема 3. Електродинамічні сили.

Лекція 7. Електродинамічні сили. Визначення та поняття. Методи розрахунку електродинамiчних сил. Електродинамiчнi сили мiж паралельними провiдниками круглого перерiзу однакової i різної довжини. Електродинамiчнi сили мiж паралельними провiдниками прямокутного перерізу.

Лекція 8. Електродинамiчнi сили у вiтку, мiж вітками. Електродинамiчнi сили при змiнному струмi в однофазнiй та трьох фазній системах. Поняття про електродинамiчнi стiйкостi апаратiв.

Тема 4. Електрична дуга.

Лекція 9. Електрична дуга. Електрична дуга постiйного струму i умови її гасiння. Статична i динамiчна характеристика дуги. Енергiя, яка виділяється у дузi при її гасінні.

Лекція 10. Особливостi горiння i гасiння дуги змінного струму. Засоби гасіння електричної дуги. Механiчне розтягнення дуги. Гасiння дуги у магнiтному полi у подовжніх щiлинах, щільно зачинених камерах, у дугогасильних гратах. Конструкцiї основних дугогасильних пристроїв та принцип їх дiї.

Модуль 3. Теорія нагріву. Контактні з'єднання.

Тема 5. Теорія нагріву.

Лекція 11. Види вiддачi тепла нагрiтим тiлом. Коефіцієнти додаткових витрат. Нагрiвання i охолодження струмопроводiв у тривалому, короткочасному i повторно-короткочасному режимi роботи. Нагрiвання котушок.

Лекція 12. Нагрiвання струмопроводiв при короткому замиканнi. Термiчна стiйкiсть апаратiв. Посереднiй метод визначення сталого перевищення температури. Гранично припустима температура нагріву струмопроводiв i апаратiв.

Тема 6. Контактні з'єднання.

Лекція 13. Електричні контактні з'єднання. Визначення та поняття. Перехiдний опiр контакту. Нагрiв контактних з ' єднань. Конструктивнi форми контактних систем. Ерозiя та знос контактiв. Вiбрацiя контактiв. Електродинамiчнi сили у контактах. Матерiали для контактiв.

Модуль 4. Комутаційно-захисна апаратура.

Тема 7. Комутаційні апарати. Захисні апарати. Комутаційно-захисні апарати.

Лекція 14. Комутаційна апаратура. Рубильники i рубящi перемикачі. Технiчнi характеристики. Пакетнi вимикачi i перемикачі. Призначення i класифікація.

Лекція 15. Захисна апаратура. Запобiжник. Призначення, класифiкацiя. Плавкi вставки. Типи запобiжникiв. Конструкцiя та їх технiчні характеристики. Вибiр запобiжникiв. Реле зворотної потужності. Реле зворотного струму. Призначення i класифiкацiя. Серiї їх конструкцiї i технiчнi характеристики.

Лекція 16. Автоматичнi повiтрянi вимикачі. Призначення i класифiкацiя. Конструктивнi елементи автоматiв. Серiї автоматичних вимикачєй, та їх технiчнi характеристики. Вибiр автоматiв.

Модуль 5. Апаратура управління електроприводами.

Тема 8 . Опори. Реостати. Контактори. Реле. Комплексні апарати.

Лекція 17. Опори. Призначення i класифікація. Елементи i ящики опорів. Типи опорів i їх технiчнi характеристики. Реостати. Призначення i класифікація. Типи пускових, пускорегулюючих реостатiв i регуляторiв збудження. Їх технiчнi характеристики. Схеми включення.

Лекція 18. Контролери. Призначення i класифiкацiя. Типи контролерiв, їх схеми i технiчнi характеристики. Контактори. Призначення i класифiкацiя. Серiї контакторiв постiйного i змiнного струму. Їх конструкцiя, схеми включення i технiчнi характеристики.

Лекція 19. Реле керування і захисту. Призначення i класифiкацiя. Характеристики i параметри, характеризуючи роботу реле. Електромагнiтнi реле напруги, промiжнi Реле часу. Призначення i класифiкацiя. Електромагнiтнi, пневматичнi, програмнi реле часу.

Лекція 20. Тепловi реле. Призначення i класифiкацiя. Серiї теплових реле. Їх конструкцiя, схеми включення i технічнi характеристики. Реле, контролюючі неелектричнi параметри. Командоапарати. Призначення i класифiкацiя. Типи командоконтролерiв, шляхових i кiнцевих вимикачей, кнопок керування. Їх конструкцiя, схеми включення i технiчнi характеристики.

Лекція 21. Комплексні апарати і пристрої керування електроприводами. Призначення i класифiкацiя. Магнiтний пускач. Серiї магнiтних пускачей. Їх конструкцiя, схеми включення i технiчнi характеристики. Комплекснi пристрої керування. Типи, схеми включення i технiчні характеристики.

Модуль 6. Статичні апарати.

Тема 9. Магнітні підсилювачі.

Лекція 22. Магнітні підсилювачі. Призначення i класифiкацiя. Принцип роботи магнiтного пiдсилювача (МП). Схеми включення робочих обмоток i керування. Конструктивнi варiанти магнiтних пiдсилювачей. Фiзичнi процеси в iдеальному МП. Коефіцієнти пiдсилення. Iнерцiйнiсть МП. Постiйна часу. Добротнiсть. Однотактнi МП. Обмотки зміщення .

Лекція 23. Однотактнi МП з зовнішнім i внутрішнім зворотним зв'язком. Коефіцієнти пiдсилення i зворотного зв'язку. Статичнi характеристики. Двотактнi МП. Схема включення на постiйному i змiнному струмi. Робота МП у релейному режимi. Серiї МП i їх технiчнi характеристики.

Тема 10. Безконтактні електричні апарати.

Лекція 24. Безконтактні електричні апарати. Напівпровідникові прилади. Прилади безконтактних апаратiв на тиристорах.