Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы автоматического выключателя: типы и назначение устройства, функциональные возможности автоматов

Принцип работы автоматического выключателя: типы и назначение устройства, функциональные возможности автоматов

В статье вы узнаете про устройство и принцип работы автоматического выключателя. Такие средства защиты от короткого замыкания и перегрузок на сегодняшний день можно встретить в каждом доме и на производстве. Ушли в небытие так называемые пробки, которые, по сути, выполнены по такой же схеме, как и автоматические выключатели. И даже принцип действия у них схож, вот только использовать не очень удобно – на дин-рейку такую пробку не поставить.

А что уж говорить о плавких вставках – предохранителях, в которых при коротком замыкании перегорает тонкий провод. Такие можно встретить разве что в трансформаторных подстанциях. И то в них используются плавкие вставки, которые наполнены песком. В слаботочных цепях, если так можно выразиться, применяются исключительно автоматические выключатели. Типы и устройство будет рассмотрено в статье. И начнем с описания работы автоматов, которые используются чаще всего в быту.

Штатный режим работы

Итак, давайте рассмотрим устройство и принцип действия автоматического выключателя. У него имеется несколько режимов работы, каждый будет рассмотрен отдельно. В штатном режиме через автоматический выключатель течет ток, который меньше номинального или равен ему. При этом напряжение питания поступает на верхнюю клемму, которая соединена с неподвижным контактом. С последнего ток идет к подвижному контакту, затем по гибкому медному проводнику на соленоид. Далее ток с соленоида поступает на расцепитель (тепловое реле) и после на клемму, расположенную снизу. Именно она соединяется с потребителями электроэнергии.

Аварийные режимы работы

Принцип работы автоматического выключателя переменного тока таков, что при аварийной ситуации (перегрузка или короткое замыкание) происходит отключение защищаемой цепи. Начинает работать механизм свободного расцепления, он приводится в действие специальным расцепителем (обычно электромагнитные или тепловые используются в конструкциях). Давайте рассмотрим особенности обоих типов расцепителей.

Автоматические воздушные выключатели принцип работы

Тепловой – это пластина из биметалла, которая состоит из двух слоев сплавов, у которых разные коэффициенты термического расширения. Когда ток проходит по пластине, происходит ее нагрев и она изгибается в то сторону, на которой находится металл с наименьшим коэффициентом. Когда значение силы тока превышает допустимые значения, изгиб становится таким, что его достаточно для того чтобы привести в действие весь расцепительный механизм. При этом размыкается цепь.

Электромагнитные расцепители состоят из соленоида с сердечником (подвижным), который удерживается пружиной. Когда происходит превышение максимального тока, то в катушке начинает наводиться поле. Под его действием сердечник начинает втягиваться внутрь соленоида, пружина при этом сжимается. В этот же момент начинает срабатывать расцепитель. В штатном режиме в катушке также происходит наведение поля, но у него маленькая сила, ее недостаточно для того, чтобы сжать пружину.

Режим перегрузки

Режим перегрузки – это когда ток, потребляемый подключенной к автомату нагрузкой, становится выше, нежели номинальное значение прибора. При этом ток, который проходит через расцепитель, вызывает нагрев пластины из биметалла, что приводит к увеличению ее изгиба. Это приводит к тому, что срабатывает расцепительный механизм. В этот момент выключается автомат, и цепь размыкается.

Принцип работы автоматического выключателя

Тепловая защита срабатывает не мгновенно, так как для нагрева пластины нужно некоторое время. И оно варьируется в зависимости от того, насколько превышено номинальное значение силы тока. Промежуток времени может колебаться от пары секунд до часа. Задержка позволит избавиться от отключения питания при непродолжительном и случайном повышении тока. Часто такие превышения можно наблюдать при запуске электродвигателя.

Ток срабатывания

Минимальное значение силы тока, при котором обязан срабатывать тепловой расцепитель, регулируется специальным винтом на заводе-изготовителе. Значение примерно в полтора раза выше, нежели номинал, который указывается на корпусе выключателя. Как видите, принцип работы расцепителя автоматического выключателя не очень сложен. Но на силу тока, при котором происходит срабатывание тепловой защиты, огромное влияние оказывает и то, какая у окружающей среды температура.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Если в помещении жарко, то прогрев и выгибание биметаллической пластины начнут происходить при малом значении тока. А если в помещении холодно, то тепловой расцепитель начнет работать при более высоком токе. Поэтому один и тот же автоматический выключатель с биметаллической пластиной будет работать по-разному зимой и летом. Это к автоматам с электромагнитными расцепителями не относится.

Перегрузка в электроцепи

Стоит отметить, что принцип работы автоматического выключателя постоянного тока примерно такой же, как и аналогичного прибора, работающего на переменном. Суть сводится к тому, что при превышении допустимой нагрузки происходит нагрев пластины и отключение цепи. Что может быть причиной перегрузки? Самая частая причина – это подключение большого числа потребителей, у которых мощность больше, нежели расчетная.

Если вы одновременно подключите к автомату несколько потребителей – электрочайник, холодильник, утюг, стиральную машинку, кондиционер, электроплиту, — то вполне возможно, что сработает расцепитель. Даже если вы используете автоматический выключатель с номинальным током 16 А, он может отключиться. Все зависит от того, какая мощность у потребителей.

Автоматический выключатель вк 45 принцип работы

Если происходит частое отключение, то нужно решить, от каких электроприборов можно отказаться на время. Стоит ли включать электроплиту и стиралку одновременно? Зная назначение и устройство автоматических выключателей, можно, конечно, установить прибор с большим значением номинального тока. Но здесь стоит ожидать подвоха со стороны электропроводки дома и ввода – выдержат ли они большую нагрузку?

Режим короткого замыкания

А теперь давайте рассмотрим один из «главных» режимов работы – при коротком замыкании. Вы знаете общее устройство и принцип работы автоматического выключателя в режиме перегрузки. Но частный случай – это режим КЗ. Работает автомат несколько иначе. Ток возрастает при этом до бесконечности, изоляция электропроводки может расплавиться. Чтобы не произошло этого, нужно мгновенно произвести размыкание цепи.

Именно от КЗ помогает защититься электромагнитный расцепитель. Чуть ранее мы говорили о том, из каких элементов состоит этот узел автоматического выключателя. Когда ток возрастает в несколько раз, то в обмотке начинает увеличиваться магнитный поток. Под его действием сердечник втягивается, пружина сжимается. При этом происходит нажатие на спусковую планку, которая находится в механизме расцепления. И питание прерывается, так как силовые контакты мгновенно размыкаются.

Читайте так же:
Выключатель schneider electric ba10 001b

Автоматический выключатель устройство и принцип действия

Электромагнитный расцепитель – это устройство, которое способно защитить от КЗ и возгорания электропроводки. Срабатывает защита буквально за сотые доли секунды, следовательно, проводка не успевает прогреться до опасной температуры.

Размыкание силовых контактов

Нужно отметить, что по силовым контактам течет очень большой ток. И когда они размыкаются, то образуется дуга, у нее очень высокая температура – порядка 3000 градусов. Для защиты контактов и остальных компонентов от разрушений, в конструкцию вносится один небольшой элемент – дугогасительная камера. Это решетка из нескольких металлических пластинок, изолированных друг от друга.

В том месте, в котором размыкаются контакты, появляется дуга. И один ее край начинает двигаться вместе с тем контактом, который расцепляется. А второй край дуги как бы скользит по неподвижному контакту, после чего переходит на проводник, соединенный с ним. Этот проводник соединяется с дугогасительной камерой. Затем дуга начинает дробиться на пластинках, постепенно слабеет, а затем и вовсе гаснет.

Если присмотреться внимательно к автоматическому выключателю ВК-45 (принцип работы его рассмотрен в нашем материале), то можно увидеть, что внизу есть небольшие отверстия, именно через них уходят газы, которые появляются при горении. Если автомат отключился из-за срабатывания электромагнитного расцепителя, то вы не сможете его включить, пока не устраните причину КЗ. Что касается теплового расцепителя, то заново включить автомат можно после остывания биметаллической пластины.

Как работают воздушные выключатели?

Выше мы рассмотрели устройства, которые применяются в быту и на производстве. Но стоит рассмотреть и принцип работы автоматических воздушных выключателей – это совершенно иная категория приборов. Классифицируют их по типу движения воздуха:

  1. Поперечные.
  2. Продольные.

Воздушные автоматы могут иметь большое количество разрывов контактов, все зависит от того, на какое напряжение они рассчитаны. Чтобы облегчить гашение дуги, с контактами соединяется сопротивление в качестве шунта.

Дугогасительная камера – это набор перегородок, разбивающих дугу на маленькие составляющие. Именно поэтому дуга не может разгореться и достаточно быстро она тухнет. Высоковольтные выключатели, работающие со сжатым воздухом, отличаются тем, что у них либо есть отделитель, либо нет. Если в конструкции имеется отделитель, то силовые контакты соединяются с поршнями. В итоге получается единый механизм. Отделитель включается последовательно с контактами гасителя дуги.

Принцип работы автоматического выключателя постоянного тока

Отделитель и контакты гасителя дуги – это первый полюс автомата. При подаче сигнала на отключение происходит срабатывание механического пневмоклапана. Он открывает пневматический привод, а воздух начинает воздействовать на контакты гасителя дуги. Контакты размыкаются, а дуга при этом тушится при помощи сжатого воздуха. После этого происходит отключение и разделителя. Стоит отметить, что необходимо четко отрегулировать подачу воздуха, чтобы его количества хватило для тушения дуги.

Классификация воздушных автоматов

Все высоковольтные воздушные выключатели можно разделить на несколько групп:

  1. Сетевые – работают при напряжении свыше 6 кВ, могут использоваться в цепях переменного тока для выключения и включения потребителей в штатных режимах (неаварийных). А также для отключения нагрузки при возникновении короткого замыкания.
  2. Генераторные – работают в электросетях с напряжением 6-24 кВ для подключения генераторных установок. Могут выдерживать значительные пусковые токи. Имеется режим работы при КЗ.
  3. Для использования в электротермических установках – у них диапазон напряжений 6-220 кВ. Работают как в штатном, так и в аварийном режимах.
  4. Автоматы спецназначения – такие приборы выпускаются только под заказ, серийных образцов нет. Их делают с учетом всех особенностей эксплуатации.

Классификация по типу и местоположению механизма нагнетания воздуха:

  1. Конструкции опорного типа.
  2. Подвесные.
  3. Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.
  4. Выкатного типа.

Плюсы и минусы воздушных автоматов

Среди преимуществ можно выделить следующие:

  1. Используют такие устройства давно, поэтому опыта в их эксплуатации и ремонте предостаточно.
  2. Более современные приборы (например, элегазовые) не поддаются ремонту.

Но есть и недостатки, например:

  1. Необходимо иметь дополнительную пневматическую аппаратуру или компрессор.
  2. При отключении (особенно при аварийном) издает много шума.
  3. Для установки нужно большое пространство – у прибора довольно большие габариты.
  4. Нельзя устанавливать в пыльных и влажных помещениях. Поэтому приходится применять дополнительные меры, чтобы уменьшить запыленность и влажность.

Дифференциальный автомат – что это такое?

Назначение и устройство автоматических выключателей

И напоследок разберемся с принципом работы дифференциального автоматического выключателя. Это устройство для защиты, которое при аварии отключает сразу и ноль, и фазу. В функции прибора входит:

  1. Слежение за током короткого замыкания, а также отключение цепи при его появлении.
  2. Отключение цепи при превышении допустимой нагрузки.
  3. Имеются ли токи утечки. В том случае, если кто-то прикасается к оголенным проводам, происходит утечка тока. Дифференциальный автомат при этом отключается.

По сути, этот прибор совмещает в себе два устройства – простой автоматический выключатель и УЗО. Главный плюс в том, что ваша безопасность и электропроводка всегда под защитой (конечно, если все сделано по правилам). Также можно выделить еще один плюс – нет необходимости в установке УЗО. Кроме того, в щитке прибор занимает немного места. И подключить к электросети прибор не составит труда.

Но есть и недостатки. В частности, на некоторых моделях отсутствуют флажки, поэтому сразу определить причину срабатывания сложно. Второй недостаток – если вышла из строя одна половина прибора, придется менять все устройство полностью. Ремонтировать его нельзя. И самый главный недостаток – это стоимость. Она значительно выше, чем у УЗО и обычного автомата. Поэтому, прежде чем ставить дифференциальные выключатели, решите, нужно ли вам это. Вполне возможно, что проще окажется поставить УЗО и обычный автомат.

Устройство автоматического выключателя

Автоматический выключатель применяется в электрической сети для обеспечения защиты электроприборов, кабелей и проводов от короткого замыкания токов, пуска и остановки однофазных и трехфазных электрических двигателей а также от длительных перегрузок в сети. Является одним из основных приборов электрики в квартире.

Принципиальная схема автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя

Основная классификация автоматов напрямую зависит от их работы, области применения. Так выключатели одно – двухполюсные применяются при эксплуатации большинства электрических приборов. Трех – четырехполюсные автоматы применяются, как правило, в электроцепях переменного тока при трехфазной нагрузке для защиты электродвигателей.

Читайте так же:
Какие обозначение автоматических выключателей

Элементы автоматического выключателя

  1. корпус из термостойкого пластика
  2. рукоятка из пластика для его включения и выключения
  3. защелка-фиксатор для защелкивания устройства на DIN-рейке

Схема и принцип работы автомата

При включении автомата напряжение идет на клемму 4, расположенную сверху, затем направляется через биметаллическую пластину 6 где происходит тепловое размыкание и далее через обмотку соленоида 9 на подвижный контакт 7. Затем, проходя через неподвижный контакт 8 напряжение идет на нижнюю винтовую клемму. К нижней винтовой клемме подсоединяется провод – нагрузка. При защитном отключении автомата происходит срабатывание механизма расцепления. При этом подвижный контакт 7 размыкается.

Механизм расцепления

  • При коротком замыкании, когда резко увеличивается сила тока, создается магнитное поле, втягивающее сердечник, приводящий в действие механизм расщепления. Этот способ является магнитным расщеплением.
  • При резком увеличении напряжения, превышающего допустимые нормы, происходит нагревание биметаллической пластины 6. Это действие вызывает изгиб пластины и дальнейшее размыкание контактов.

В том и другом случае при образовании сильного тока возникает электрическая дуга. Для ее ликвидации в автомате имеется дугогасительная камера 5, состоящая из набора металлических пластин специальной конфигурации.

Для усиления защиты корпуса автомата от воздействия высокой температуры используется специальная металлическая пластина 10.

Каждый автоматический выключатель должен иметь следующую маркировку

  • название, логотип фирмы – изготовителя;
  • обозначение, серия, номер по каталогу;
  • расчетное напряжение (одно или несколько);
  • номинальная сила тока, частота, отключающая способность;
  • схема подключения, температура воздуха, степень защиты;

Маркировка должна быть не стираемая и четкая, хорошо видна. Для проверки работоспособности автоматических выключателей применяется устройство прогрузки. Наиболее распространенными моделями являются УПА-10М и УПА-20.

При установке или необходимом ремонте нужно обязательно пользоваться услугами электрика – специалиста с хорошей квалификацией. В настоящее время все большее распространение получает продукция компании АВВ, являющейся мировым лидером по новейшим технологиям для энергетики и автоматизации.

Дифференциальный автоматический выключатель

Устройство вакуумного выключателя

Проходной выключатель: схема подключения устройства из разных мест – Советы, схемы и ошибки

Высоковольтные выключатели переменного тока — Кинематические схемы приводных механизмов

В высоковольтных выключателях перемещение подвижных контактных систем пр заданному пути и с заданной скоростью при включении и отключении осуществляется посредством механизмов, приводимых в действие от привода за счет подводимой к нему энергии.
В зависимости от типа выключателя и типа привода кинематическая связь контактной системы с рабочим элементом привода (якорь электромагнита, поршень, регистр пружины и др.) может осуществляться различными способами.
Наиболее характерные принципиальные кинематические схемы механизмов высоковольтных выключателей представлены на рис. 11-1, а—г. В схеме а при включении подвижная контактная система 6 приводится в движение от привода 1 одностороннего действия (ПОД) через систему промежуточных звеньев 5. Совокупность этих промежуточных звеньев составляет так называемый приводной механизм.
В отключающих пружинах 4 приводного механизма и пружинах неподвижного контакта 7 в процессе включения запасается потенциальная энергия, за счет которой контактная система и элементы этого механизма приводятся в действие при отключении.
Обычно в таких механизмах между приводом одностороннего действия и его тягой 3 встраивается механизм свободного расцепления (МСР) 2, с его помощью в нужный момент (оперативное или аварийное отключение посредством катушки КО) рабочая часть привода разобщается с приводным механизмом выключателя, после чего действие каждого из них происходит независимо друг от друга. Этим обеспечивается ускорение действия механизма выключателя.

Рис. 11-1. Принципиальные кинематические схемы механизмов выключателей
В механизмах схемы б предусматривается привод / двустороннего действия. (ПДД), здесь приводной механизм 5 вместе с подвижной контактной системой 6 приводится в действие от привода, как при включении, так и при отключении. В отличие от предыдущего в этом механизме отсутствуют отключающие пружины и механизм свободного расцепления.
В механизмах, выполненных по схемам виг, подвижная контактная система связана непосредственно с рабочим элементом привода и составляет с ним одно звено, т. е. число звеньев сведено к двум.
В схеме в посредством привода 1 одностороннего действия производится размыкание контактов и одновременно сжатие включающей пружины 8, которой осуществляется замыкание контактов после прекращения действия привода.
В схеме г двусторонним действием привода 1 обеспечивается и замыкание и размыкание контактов, включающая и отключающая пружины в ней отсутствуют.
Многозвенные механизмы типов а и б широко применяются в масляных, автогазовых, в некоторых воздушных и элегазовых выключателях.

Рис. 11-2. Кинематические схемы приводных механизмов
Механизмы типов виг применяются преимущественно в воз душных выключателях. Конструкции их были рассмотрены в гл. 5. Отличительной чертой этих механизмов является быстродействие и короткий ход подвижных контактов.
Быстродействие достигается благодаря применению пневматического привода и малому весу всей подвижной системы (контактно-поршневого блока); малый ход контактов обусловлен тем, что дугогасительные разрывы находятся в атмосфере сжатого воздуха (или какого-либо иного газа), обладающего относительно высокой электрической прочностью.
Применяемые в схемах а и б приводные механизмы в большинстве случаев выполняются в виде плоских рычажно-шарнирных [167, 181] многозвенных механизмов. В таких механизмах можно получит желаемую траекторию перемещения подвижной контактной систему, и передача усилий от привода к контактам может производиться с любым передаточным числом.
Наиболее характерные кинематические схемы таких механизмов изображены на рис. 11-2. Большинству из них свойственно наличие направляющих (рис. 11-2, бив), прямил (рис. 11-2, г, д и е) или рычага 5 (рис. 11-2, а), обеспечивающих прямолинейное поступательное движение подвижного контакта 6 на большом ходу что для многих выключателей является необходимым [168], и отключающей пружины 2. В каждом из этих механизмов имеется так называемый главный вал О с жестко закрепленными на нем рычагом І, сопрягаемым с тягой привода, и" рычагом 3, составляющим вместе с серьгой 4 и главным ведущим рычагом (или ползуном) четырехзвенник. Размеры каждого звена этого четырехзвенника и расстояние между осями О и Oi вращения вала и главного рычага выбираются такими, чтобы при включенном выключателе угол недохода р рычага 3 до полного мертвого положения был небольшим (5—10°).

Рис. 11-3. Кинематическая характеристика приводного механизма
Кинематическая характеристика такого механизма h=f (а), где а —угол поворота главного вала, имеет вид, подобный изображенному на рис. 11-3. Из этой характеристики следует, что для положений механизма, близких к включенному, производная dh/da очень мала. Это дает возможность передавать большое усилие на подвижную контактную систему во время замыкания контактов при относительно малом значении вращающего момента на главном валу, как это явствует из уравнения работы
(11-1)

Читайте так же:
Выключатель ip54 с индикатором

Рис. 11-4. Гидравлический приводной механизм
где М0 — момент на главном валу; Рн — сила, передаваемая на контактную систему; h — ход контакта; а — угол поворота вала; Лм — к. п. д. механизма.
При выборе кинематической схемы приводного механизма необходимо ИСХОДИТЬ прежде всего из траектории и требуемой величины хода подвижной контактной системы, а также возможной -величины хода рабочего элемента привода, принимая при этом во внимание заданное время движения. При большом номинальном напряжении и малом числе дугогасительных разрывов на фазу ход контактов, например, в масляном выключателе достаточно велик. В этом случае при малом заданном времени движения ускорение подвижной системы, а следовательно, и величина инерционной силы могут оказаться настолько большими, что для их преодоления потребуются мощные отключающие пружины, более мощный привод и повышение механической прочности звеньев механизма. Поэтому при выборе конструктивной схемы масляного выключателя на очень высокие напряжения, чтобы увеличить быстродействие, целесообразно для одной фазы выключателя принимать большое число одновременно образующихся разрывов. Достигается это обычно тем, что группа последовательно включенных подвижных контактов приводится в движение одновременно от одной общей изоляционной траверсы или тяги.
В воздушных выключателях с большим числом разрывов на полюс одновременное размыкание контактов осуществляется путем одновременной подачи сжатого воздуха к пневматическим встроенным механизмам отдельных разрывов, работающим, например, по схемам рис. 11-1, в или г.
В некоторых конструкциях современных масляных выключателей вместо многозвенных рычажно-шарнирных механизмов применяются гидравлические приводные механизмы [175, 182]. Принципиальная схема одного из таких механизмов показана на рис. 11-4.
11-2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРИВОДНЫХ МЕХАНИЗМОВ С ПРУЖИННЫМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ
Расчет приводного механизма с пружинным отключением в общем случае должен содержать следующие элементы:
а) предварительный расчет основных звеньев механизма на механическую прочность;
б) динамический расчет механизма и определение характеристик отключающих пружин и буферных устройств;
в) поверочный расчет деталей механизма на механическую прочность;
г) определение конструктивных размеров отключающих пружин;
д) определение основных параметров буферных устройств;
е) расчет статического момента на главном валу выключателя при включении;
ж) определение момента на валу выключателя при заданной; скорости включения, и заданной величине предельного тока включения.
Основными исходными данными для этих расчетов являются:
а) механические свойства материалов, применяемых для изготовления деталей механизма;
б) выбранная кинематическая схема приводного механизма;
в) кинематическая характеристика h=f (а);
г) характеристика скорости подвижной контактной системы при движении в пределах и за пределами дугогасительного устройства;
д) полное время движения подвижной контактной системы;
е) механическая характеристика контактной системы (величина упругих сил контактных пружин, силы трения в контактах) ;
ж) давление газообразной среды во внутренней полости камеры;
з) параметры встроенных в дугогасители механизмов принудительного масляного дутья (если таковые имеются);
и) величина и характер изменения электродинамических сил, действующих на отдельные элементы токоведущего контура, свя-занные непосредственно с механизмом.
В том случае, когда геометрические размеры частей механизма и материалы, из которых они изготовлены, берутся по аналогии с существующими конструкциями, надобность в ориентировочном расчете звеньев на механическую прочность отпадает.
Ниже даются соображения по выбору исходных данных при проектировании приводных механизмов.
1. Отдельные звенья механизма в наиболее ответственные моменты работы выключателя (включение на короткое замыкание, отключение короткого замыкания, работа в цикле мгновенного АПВ и др.) могут испытывать значительную механическую ударную нагрузку и по условиям надежности работы должны обладать высокой механической, прочностью. Вместе с тем по условиям быстродействия вес каждого из подвижных элементов механизма должен быть минимальным.-
Этим требованиям, очевидно, могут отвечать детали механизма, имеющие наиболее рациональные конструктивные формы и изготовленные из материалов, обладающих достаточной механической прочностью и высокой ударной вязкостью. Для изготовления деталей приводных механизмов выключателей применяются. машиностроительные материалы соответствующих марок: сталь, цветные металлы и сплавы (главным образом алюминиевые сплавы), чугун и неметаллические материалы [179].
Для изготовления изоляционных деталей механизма, несущих механическую нагрузку (изоляционные контактные рычаги, тягиг поворотные штанги Ъ др.), до последнего времени применялись слоистые пресс-материалы, изготовленные на основе феноло-форм альдегидных смол: гетинакс (ГОСТ 2718—54), текстолит (ГОСТ 2910—51) и древесно-слоистые пластики, например-ДСП-Э (ВТУ 500—54) [172], обладающие достаточно высокой механической прочностью.
В последние годы получено большое количество полимеров — пластмасс, волокон и др., на основе которых созданы изоляционные и механически высокопрочные материалы. Эти материалы в дальнейшем, по-видимому, найдут применение для изготовления деталей механизмов выключателей благодаря хорошим механическим характеристикам и малому удельному весу [179].
В уточненной кинематической схеме приводного механизма должно быть указано взаимное расположение всех элементов, влияющих на характер движения: отключающих и буферных пружин, пружин контактных систем, буферных устройств и устройств для принудительного масляного дутья дугогасителя.
На траектории точки приведения (обычно точки крепления, подвижной контактной системы к ведущему элементу механизма) должны быть отмечены точки хода, соответствующие касанию дугогасительных контактов, выходу подвижного контакта в зону интенсивного дутья в дугогасителе и др.
Кинематическая схема должна быть построена для нескольких положений механизма, в том числе для двух крайних — включенного и отключённого.
Кинематическую характеристику h=f (а) целесообразнее Определять графическим методом, на основании построения кинематической схемы механизма при различных значениях угла поворота главного вала а (обычно используются данные п. 2), так как аналитические уравнения (даже приближенные) при сложной схеме механизма (например, типа прямил) громоздки и неудобны для инженерных расчетов.
Характеристика скорости движения подвижной контактной системы v=f (t) при заданном полном времени движения и величине хода ко в общем случае должна строиться на основании уравнения
. (П-2)
где Vi (t) — переменная скорость при движении контакта в процессе гашения дуги; v2 (4) — скорость свободного движения до ввода в действие буфера; v3 (t) — скорость движения, замедляемого буфером; hu Аг, h3 — величины отдельных участков хода.
Скорость Vi (t) =f (t) устанавливают, исходя из условий дугогашения, при расчете дугогасителе.
Во многих практических случаях для этой части хода движение принимается как равнопеременное, т. е. Vi(t)=*ait, где at — постоянное ускорение.
При выборе скорости движения 02 (0 на пути hz следует исходить из условия ограничения динамической нагрузки в пределах: установленных практикой и расчетом.
Для спадающей части характеристики значения скорости; выбирают также исходя из величины максимальной допустимой динамической нагрузки для отдельных звеньев механизма, возникающей при торможении буфером.

Читайте так же:
Меры безопасности вакуумного выключателя

* Номинальный ток относится к оборудованию (в том числе и к выключателям) для существующих сетей.

Устройство АКПП: структура, строение и принцип работы

Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

Устройство АКПП

История появления

Первая разработка, которую можно отнести к классу АКПП появилась в 1908 на заводе Форд в Америке. Модель Т, была оснащена планетарной, пока еще механической коробкой передач. Данное устройство не было автоматическим, и требовало от водителей определенного набора навыков и действий для управления, но была значительно проще в использовании, чем распространенные в то время МКПП без синхронизации.
Вторым важным этапом в появлении современных АКП был перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод в 30-х годах 20 века фирмой Дженерал Моторс. Такие АКПП назывались полуавтоматическими.
Первая по-настоящему автоматическая планетарная КПП «Коталь» была установлена в Европе в 1930 году. В это время различные фирмы в Европе разрабатывали системы фрикционов и тормозных лент.

Чертеж КПП «Коталь»

Чертеж КПП «Коталь»

Первые АКПП были очень дорогими и ненадежными, пока в конце 30-х годов не начались эксперименты по внедрению гидравлических элементов в их конструкцию для замены сервоприводов и электромеханических элементов управления. Этим путем развития пошла фирма Крайслер, которая и разработала первый гидротрансформатор и гидромуфту.
Современные конструкции АКПП были изобретены в 40–50 года 20 века американскими конструкторами.
В 80-ые годы 20 века АКПП начали оснащаться компьютерным управлением, для топливной экономии, появились 4-х и 5-ти ступенчатые АКПП.

Устройство автоматической коробки передач и принципы работы

Основные элементы конструкции АКПП всегда одинаковые:
Гидротрансформатор, который выполняет роль cцепления. Через него и передается вращательное движение на колеса автомобиля. Его главная задача обеспечивать равномерное вращение без толчков. Гидротрансформатор состоит из больших колес с лопастями, погруженными в гидротрансформаторное масло. Передача момента осуществляется не за счет механического устройства, а с помощью масляных потоков и давления. В гидротрансформаторе располагается и реактор, ответственный за плавные и качественные изменения крутящего момента на колесах автомобиля.

Гидротрансформатор в разрезе

Гидротрансформатор в разрезе

Планетарная передача, которая содержит набор скоростей. В ней осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, определяя выбор передаточного числа.

Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переход между шестеренками и выбор передачи. Эти механизмы блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
Устройства управления (гидроблок) – осуществляет управление устройством. Состоит из электронного блока, в котором и осуществляется управление коробкой с учетом всех факторов и датчиков, собирающих сведения (скорость, выбор режима).

Гидроблок АКПП

Как работает автоматическая коробка передач?

При запуске двигателя в гидротрансформатор подается масло, давление начинает возрастать. Насосное колесо начинает двигаться, реактор и турбина неподвижны. При включении скорости и подачи бензина с помощью акселератора, насосное колесо начинает вращаться быстрее. Потоки масла начинают запускать вращение турбинного колеса. Эти потоки то отбрасывает на неподвижное реакторное колесо, то возвращает обратно к турбинному колесу, увеличивая его эффективность. Момент от вращения передаётся на колеса и автомобиль трогается с места. При достижении нужной скорости насосное и турбинное колесо двигаются одинокого быстро, при этом поток масла попадает на реактор уже с другой стороны (движение происходит только в одну сторону) и он начинается вращаться. Система переходит в режим гидромуфты. Если сопротивление на колесах растет (подъем в гору), реактор снова прекращает вращаться и обогащает крутящим моментом насосное колесо. Во время достижения необходимой скорости и момента, происходит смена передачи. Электронный блок управления подает команду, после чего тормозная лента и фрикционы тормозят пониженную передачу, а повышающее давление масла через клапан разгоняет повышенную, за счет этого и происходит переключение без потери мощности. При остановке двигателя или снижения скорости, давление в системе понижается и происходит обратное переключение. На выключенном двигателе гидротрансформатор находится не под давлением, поэтому запуск двигателя с «толкача» невозможен.

Преимущества и недостатки

По сравнению с механическими коробками передач, у автоматических есть весомые преимущества:

  • автомобилем с АКПП проще и комфортнее управлять, дополнительные навыки и рефлексы водителю не требуются, переключения скоростей более плавные, что особенно актуально для перемещений по городу;
  • двигатель и ведущие части автомобиля защищены от перегрузок и их ресурс повышается;
  • ресурс многих АКПП значительно превышает аналогичный ресурс МКПП. При своевременном техническом обслуживании, необходимость ремонта наступает реже.

Расходные части, такие как, например, диск сцепления или тросик, отсутствуют, вывести из строя АКПП значительно сложнее. Ресурс АКПП американского и японского производства, при современном обслуживании может достигать миллиона километров.
Существует мнение, что у автомобилей с АКПП несколько больший расход топлива. Автомобили до конца 20-го века имели зачастую неправильно выбранные моменты и ограниченное количество скоростей (2–3). На современных АКПП количество передач составляет не менее 4–5 (на грузовых до 19). Современная компьютерная автоматика справляется с выбором крутящего момента и скорости ничуть не хуже водителя. Кроме того, расход топлива на машинах с МКПП сильно зависит от манеры езды и профессиональных умений водителя. У современных АКПП есть множество режимов, они адаптированы под стиль вождения автовладельца.

Коробка-атомат в разрезе

Коробка-атомат в разрезе

Серьезным недостатком АКПП является невозможность точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – на обгоне, выезд из сугроба быстрым переключением задней и первой передачи (раскачка), запуск двигателя «с толкача». Однако, большинство городских жителей выберут комфортное перемещение по пробкам взамен возможностей «прошаренного» водителя.
Вторым заблуждением автолюбителей является то, что АКПП не предназначены для вождения автомобиля в условиях гонок и бездорожья. Гражданские АКПП действительно не предназначены для спортивного вождения и управления заносами — в них нет соответственного охлаждения для таких нагрузок, и моменты переключения выбраны для спокойного вождения в городских условиях. Однако, АКПП оснащенная дополнительным охлаждением и перенастроенная на быстрое переключение скоростей покажет лучшее результаты чем МКПП. Автомобили «Формулы-1» комплектуются АКПП и с очень быстрым движением справляются лучше, чем гоночные автомобили с МКПП. Долгие, управляемые заносы также возможны. Внедорожные автомобили уже продолжительное время оснащаются автоматами, которые на проходимость никак не влияют. Большинство водителей просто не понимают, как работает автоматическая коробка передач.

Читайте так же:
Конечный выключатель lxk3 20s энергия

АКПП болида Формула-1

АКПП болида Формула-1

Характеристики и возможности

АКПП позволяет лучше управлять автомобилем, снижая требования к действию водителя – управление сцеплением и ручкой переключения, делает вождение менее утомительным. АКПП имеет нейтральное положение, положение парковки (вращение коробки блокируется дополнительно с помощью агрегатов), заднюю передачу и несколько скоростей для движения. Переключение осуществляется исходя из скорости и условий (например, при движении на подъеме, автоматически может включаться пониженная скорость). Время переключения исправной коробки передач для городских автомобилей составляет в районе 150 мс, что значительно быстрее реакции обычного водителя.
Основным органом управления АКПП является ручка переключения передач, она может располагаться в районе руля (старые американские и японские седаны либо современные минивэны) либо на традиционном месте расположения рычага АКПП. На старых моделях люкс класса коробка могла управляться с помощью кнопочной панели.
Во избежание случайных переключений или опасных ситуаций, в АКПП применяются различные виды защит. В автомобилях с АКПП нельзя запустить двигатель если селектор находится в положении скорости. Переключение режимов осуществляется с помощью кнопки для напольных компоновок рычага, или оттягивания рычажка при расположении на руле. С парковки автомобиль можно снять только при нажатом тормозе. В некоторых случаях прорезь выполняется в виде ступенек.

Селектор АКПП

Общепринятые режимы АКПП:
P – парковка, АКПП механически заблокирована, при нахождении в горизонтальных поверхностях использование стояночного тормоза необязательно.
N – нейтраль. Можно осуществлять буксировку автомобиля.
L(D1, D2, S)– езда на пониженной передаче ( 1 передаче либо 2 передаче).
D – автоматический режим переключения с первой по последнюю скорость.
R – режим заднего хода. Кроме того, на АКПП может присутствовать кнопка overdrive, запрещающая переход на более высокую передачу при обгоне.
Нейтральная передача обычно располагается между D и R либо R находится в противоположном конце ручки селектора. Это требование было введено во избежание аварийных ситуаций на дороге и парковке.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.


Так же в АКПП могут присутствовать различные режимы и протоколы работы. Eco – экономный режим, для разных фирм реализован по-разному.
*Snow(Winter) – троганье с места со второй либо с третьей передачи для скользкого дорожного покрытия или перемещения в сугробе или грязи.
*Sport(Power) – передачи переключаются при более высоких оборотах двигателя.
*ShiftLock (кнопка или ключ) – разблокирование селектора при выключенном двигателе, применяется для транспортировки машины если вышел из строя двигатель или аккумулятор.
Некоторые АКПП имеют режим ручного переключения передач. Самым удачным и распространённым вариантом такой АКПП стал Типтроник, созданный компанией Порше. Отличительной чертой является орган управления, он выполнен в виде буквы Н и имеет символы «+» и «–« .

Типтроник Porsche Cayenne

Типтроник Porsche Cayenne

Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.

Особенности автомобиля с автоматом

Устройство автоматической коробки передач является более сложным, чем МКПП. Ремонт АКПП значительно сложнее — она состоит из куда большего количества запчастей. Обычно о неисправностях АКПП свидетельствуют пинки и паузы при переключении передач, задний ход или одна из скоростей, могут вообще пропасть. В иных случаях, автомобиль может перестать двигаться.

АКПП в процессе ремонта

АКПП в процессе ремонта

Диагностика АКПП обычно проводится в несколько этапов:
Визуальный контроль масла. Если масло черное или содержит в своем составе металлические осколки – это свидетельствует о внутреннем повреждении или износе АКПП. Необходима замена масла в АКПП, что может решить основную часть проблем.
Диагностика ошибок с помощью разъема диагностики. Могли выйти из строя электронные элементы управления коробкой (датчики, компьютер), после чего коробка нормально функционировать не может.
Тест-драйв работы АКПП, для этого изучают поведение коробки во время езды.
Замеры давления в каждом режиме работы АКПП.
Осмотр внутреннего состояния АКП.
Ремонт АКПП своими руками может подразумевать только с 1 по 3 пункт данного списка. Для остальных операций понадобиться теплый бокс, специальное оборудование и опытный специалист. Последняя операция потребует подъемника, крана и целого набора инструментов. Снятие, установка и замена АКПП один из самых сложных и трудоемких в ремонте автомобиля. Ремонт внутренностей АКПП может быть сопоставим по стоимости с установкой новой или контрактной коробки. Будет лучше, если диагностика АКПП и ремонт будут произведены специалистами.

Снятие АКПП для ремонта

Снятие АКПП для ремонта

Чтобы избежать таких неприятностей необходимо следить за уровнем и цветом масла в коробке и своевременно его менять (когда написано в регламенте). Для разных АКПП применяются различные масла, описанные в литературе по автомобилю. В машинах фирмы Хонда применяется свое особенное масло, если залить другое коробка может выйти из строя.

Эксплуатировать автомат необходимо максимально бережно, не допуская пробуксовок, постоянных резких торможений и ускорений.

В холодное время года автомату необходимо дать время насытиться загустевшим маслом. Для этого необходимо прогреть автомобиль, включить передачу и постоять на тормозах не менее минуты, после чего можно трогаться.
Для большинства людей соблюдение такого рода простых операций не доставит проблем. В их случае, АКПП прослужит им очень долго. Современные АКПП очень надежны по конструкции, стоят не особо дороже своим механических собратьев, дарят чувство комфорта за рулем и серьезно облегчают жизнь любого водителя.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды 5 Звезд(8 оценок, среднее: 4,88 из 5)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector