Большая энциклопедия техники

Трехфазные коллекторные двигатели переменного тока являются асинхронными электрическими машинами, которые работают со скоростью, отличающейся от скорости вращения поля. На статоре коллекторного двигателя располагается трехфазная обмотка, а на роторе – обмотка, соединенная с коллектором, имеющим трехфазную систему щеток. Данные двигатели бывают параллельного и последовательного возбуждения. При параллельном возбуждении одна обмотка ротора питается через контактные кольца от сети, а другая – вспомогательная – соединяется с коллектором, который имеет двойную трехфазную систему щеток. При этом обмотка статора состоит из трех отдельных секций – фаз. Щетки каждой фазы могут как сдвигаться, так и раздвигаться. Такие трехфазные коллекторные двигатели переменного тока иногда применяются в прядильной, резиновой и полиграфической промышленности.

Командоаппарат

Командоаппарат – это аппарат для переключения в электрических цепях управления, применяемый в электрических машинах и аппаратах при автоматическом управлении, а также в автоматических схемах электропривода.

Подразделяются командоаппараты на пневматические, гидравлические и электрические. Самыми распространенными являются электрические командоаппараты, которые способны замыкать цепь катушек с малой силой тока в электромагнитных контакторах. Командоаппаратом в электротехнике зачастую называют командоконтроллеры и кнопочные посты управления. Командоконтроллер – это командоаппарат дистанционного управления с ручным или электрическим приводом, который переключает электроцепь с помощью кулачкового контроллера. Данный контроллер снабжен блок-контактами, которые последовательно замыкают или размыкают приводной вал. Чаще всего данный аппарат используется в цепях управления постоянного тока напряжением до 440 В и переменного тока напряжением до 500 В.

Коммутатор

Коммутатор – это устройство для изменения соединений в электрической цепи.

Коммутатор применяют в энергетике, электротехнике, радиотехнике и проводной связи, деля их на сильноточные и слаботочные. К сильноточным коммутаторам относятся энергетические, в свою очередь, подразделяющиеся на перекидные, вращающиеся и продольно перемещающиеся. Перекидные коммутаторы применяют в электрической цепи постоянного и переменного тока до 1000 А при напряжении 500 В, приводимые в действие каким-либо переключателем. Вращающиеся и продольно перемещающиеся коммутаторы скользят по ряду неподвижных контактов с помощью нескольких ползунов. К таким коммутаторам относятся реостаты, контроллеры и командоаппараты. Элементные коммутаторы могут играть роль измерителей последовательно соединенных аккумуляторов и называются зарядным или разрядным устройством. К сильноточным коммутаторам можно отнести коллекторы электрических машин, в которых для коммутирования тока с большим количеством переключений в единицу времени применяются действующие без разрыва цепи и механического износа контактов ионные и магнитные коммутаторы. К слаботочным цепям относят коммутаторы, которые применяются в телеграфной и телефонной связи, а также в радиотехнических устройствах и телемеханике. Телеграфные коммутаторы иногда бывают ломельные, т. е. состоящие из перпендикулярных латунных реек, изолированных друг от друга, и штепсельные. Телефонный коммутатор – это устройство, которое применяется в телефонной связи при ручном соединении абонентов. Он состоит из вызывного телефонного клапана и реле, которое замыкает телефонную цепь. Шнуровая пара телефонного коммутатора состоит из соединительного шнура, телефонного ключа, приборов сигнализации отбоя. Ключи и штепсели расположены на горизонтальной панели, а клапаны и отбойные лампы – на вертикальной панели.

В радиотехнике коммутатор применяют для изменения соединений приемника с антенной. Сюда включается: переключатель диапазонов, многополюсные галетные переключатели. К данным коммутаторам можно отнести передающие радиостанции, радиолокаторы, ионные разрядники и искровые технические разрядники.

Конденсатор

Конденсатор – это устройство, состоящее из двух проводников, разделенных диэлектриком. Емкость конденсатора возрастает с увеличением поверхности проводника-обкладки ис уменьшением расстояния между ними. При подключении в конденсаторе накапливается электрический заряд, а в диэлектрике создается электрическое поле. Это приводит к возникновению поляризации. При изменении напряжения источника происходит изменение и заряда, и электрического поля, и емкость становится равна С = q/U, где емкость измеряется в фарадах, микрофарадах и сантиметрах. Рабочее напряжение конденсатора зависит от прочности диэлектрика и обкладок. То напряжение, которое конденсатор может выдержать без пробоя не менее 10 000 ч, называется испытательным напряжением. Помимо испытательного напряжения, к основным характеристикам конденсатора относят сопротивление изоляции, постоянное время, реактивное сопротивление и угол потерь, зависящий от свойств диэлектрика, его металлических обкладок, температуры и частоты. При включении на постоянное напряжение конденсатор заряжается от источника напряжения, сквозь него проходит ток утечки, равный отношению напряжения к сопротивлению цепи, и создается электрическое поле, в котором энергия равна А = CU2I2 Дж. При включении конденсатора на переменное напряжение получаем наличие активного тока, связанного с процессами в диэлектрике, что приводит к потерям электрической энергии, которая восполняется за счет источников переменного напряжения. По виду применения конденсаторы делят на конденсаторы низкого напряжения низкой частоты, конденсаторы высокого напряжения постоянного тока, конденсаторы низкого напряжения высокой частоты и конденсаторы высокого напряжения низкой частоты.

Типы электрических конденсаторов

1. Конденсаторы с газообразным диэлектриком отличаются независимостью емкости от частоты и полной восстанавливаемостью после пробоя. Широко применяются в радиоаппаратуре. Подвижные пластины такого конденсатора – ротор – поворачиваются вокруг неподвижного статора, что приводит к плавному изменению емкости, состоящей либо из азота под давлением 20 атмосфер, либо из шестифтористой серы под давлением 8 атмосфер, что приводит к повышенному рабочему напряжению.

2. Вакуумные конденсаторы не зависят от атмосферного давления, поэтому применяются в авиационной аппаратуре.

3. Конденсаторы с жидким диэлектриком имеют большую емкость и большие потери, из-за чего применяются только в измерительных целях.

4. Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком применяются в радиоаппаратуре. Чаще всего диэлектрики бывают стеклянные с малой удельной емкостью, слюдяные, применяемые в опрессованной высокочастотной аппаратуре, керамические диэлектрики, применяемые в виде дисков с посеребренной поверхностью горшечного и бочоночного типов в контурах высокочастотных цепей.

5. Конденсаторы с органическим твердым диэлектриком получаются путем намотки из фольги, что приводит к дешевизне производства и большой удельной емкости, но ухудшает электроизоляционные свойства данного конденсатора.

6. Бумажные конденсаторы – это самый распространенный тип конденсатора, используемый в электротехнике сильных токов и высоких напряжений, благодаря пропитанному жидким диэлектриком составу.

7. Полистирольные конденсаторы имеют высокое сопротивление изоляции и занимают промежуточное положение между бумажными и слюдяными конденсаторами.

8. Электролитический конденсатор отличается ото всех других большой удельной емкостью, ее униполярностью, т. е. функционирует только тогда, когда на вывод подан «плюс», а на корпус – «минус».

Конденсаторы широко применяются как в радиотехнике, так и в электротехнике.

Конденсаторный электродвигатель

Конденсаторный электродвигатель – это однофазный асинхронный электрический двигатель, имеющий две обмотки на статоре. Одна из обмоток соединена с конденсатором для получения вращающегося магнитного поля, где ось обмоток расположена под углом 180°. Первая обмотка присоединена к однофазной сети с напряжением, а вторая обмотка присоединена к той же сети через конденсаторы, которые создают сдвиг фаз между токами обмоток, что приводит к появлению вращающегося магнитного поля. Когда сдвиг фаз между токами составляет 90%, а вращающееся поле становится круговым, наступает наибольший момент вращения. При пуске включаются оба конденсатора. После разбега ротора электродвигателя первый конденсатор автоматическим центробежным выключателем отключается от сети.

Конденсаторный электрический асинхронный двигатель приближен к трехфазному асинхронному двигателю той же мощности. Если для выполнения работы не требуется усиление пускового момента, то первый конденсатор с выключателем вообще убираются из схемы. И хотя пусковой момент снизится, но рабочие свойства сохранятся, что немаловажно для их применения в приводах малой мощности (до 1кВт).

Контактная аппаратура

Контактная аппаратура – это аппаратура, благодаря которой электрический ток может проходить из одного проводника к другому. К контактной аппаратуре относятся контактор, контактные выпрямитель, датчик, провод и рельс, а также электрический контакт и контактная сеть.

Виды контактной аппаратуры

1. Контактор – это электромагнитный аппарат для дистанционного и автоматического управления с контактами для частых включений и переключений электрических цепей переменного и постоянного тока низкого напряжения. Необходим для запуска и остановки электродвигателей, для осуществления производственных автоматических процессов, возбуждающих генераторы большой мощности. Для постоянного электрического тока контакторы изготавливаются одно– и двухполюсные, а для переменного тока – многополюсные. При правильной эксплуатации контакторы работают в режиме 600 размыканий в час.

2. Контактор постоянного тока необходим для управления тяговых двигателей трамваев, троллейбусов, электричек при использовании номинального тока до 600 А при напряжении 650 В.

3. Контактор с качающимся якорем электромагнита, применяемый в промышленном производстве, состоит из угольника с сердечком, который располагается внутри катушки с обмоткой. Якорь магнитопровода, поворачивающийся на призме, имеет подвижный контакт пальцевого типа. Неподвижный контакт расположен на изоляционной плите угольника. При включении катушки якорь притянется и контакты замкнутся, при этом скорость нарастания потока зависит от индуктивного и активного сопротивления катушки и от вихревых токов в магнитопроводе. Контакты снабжаются дугогасительным устройством, с помощью которого создают магнитное поле, выдувающее дугу. Этот тип контактора обладает высокой электрической износоустойчивостью. С целью уменьшения тока в катушке добавляется «экономическое сопротивление».