Классификация электрических аппаратов
Электрический аппарат — это электротехническое устройство, использующееся для отключения и включения электрических цепей, а также для контроля, измерений, регулирования, преобразования электроэнергии и т. п.
Электрические аппараты могут классифицироваться по таким признакам как область применения, принцип работы, исполнению защиты, назначению и т.д. Основным перечисленных признаков является назначение. Согласно этому критерию электрические аппараты делятся на:
- Ограничивающие аппараты.
- Пускорегулирующие аппараты.
- Коммутационные аппараты распределительных приборов и устройств.
- Аппараты для измерений.
- Электрические регуляторы.
- Аппараты для осуществления контроля заданных параметров (неэлектрических и электрических).
Коммутационные аппараты распределительных устройств предназначены для отключения и включения электрической цепи. К данной группе электрических аппаратов относятся предохранители, пакетные выключатели, рубильники, автоматические выключатели, отделители, короткозамыкатели, выключатели нагрузки и высокого напряжения, а также разъединители. Для этих аппаратов характерно редкое включение и отключение.
Ограничивающие электрические аппараты служат для ограничения перенапряжений (разрядники) и токов короткого замыкания (реакторы). Так как режимы перенапряжений и короткого замыканий представляют собой аварийные режимы, то для ограничивающих аппаратов свойственна большая нагрузка.
Электрические регуляторы регулируют параметры системы согласно определенному принципу. Например, они могут применяться для поддержания частоты вращения, температуры, тока и т.п.
Электрические пускорегулирующие аппараты используются для регулирования частоты вращения, напряжения и электрического тока потребителей электрической энергии. К данной группе аппаратов относятся реостаты, резисторы, контроллеры, пускатели, командоконтроллеры, контакторы. Для этих аппаратов характерны частые включения и отключения, количество которых может достигать более 3000 в час.
При помощи измерительных аппаратов от цепей измеряемых и защитных приборов изолируются цепи главного тока (коммутации), а величина, которую необходимо измерить, приобретает стандартное значение.
К группе электрических аппаратов, которые предназначены для контроля неэлектрических и электрических параметров относятся датчики и реле. Для реле характерно плавное изменение входной величины, которое вызывает скачкообразное изменение выходного сигнала. В датчиках непрерывное изменение входной величины, которая преобразуется в изменение какой-либо выходной электрической величины. Данное изменение может быть плавным или скачкообразным.
Электронные аппараты
Электронные аппараты — это бесконтактные статические аппараты, которые изготавливаются на базе полупроводниковых приборов.
Основным элементом электронного аппарата являются коммутирующие бесконтактные (статические) ключи, которые управляют потоком электрической энергии. В современных электронных аппаратах функция бесконтактного ключа выполняется силовым полупроводниковым прибором. К таким приборам относятся те приборы, у которых максимально допустимое значение среднего тока более 10 ампер или импульсного тока более 100 ампер.
Принцип действия электронных аппаратов основывается на изменении проводимости управляемых нелинейных элементов, которые входят в их состав, при этом диапазон проводимости может быть достаточно широким. Проводимость может изменяться, как дискретно, так и непрерывно. Импульсное (дискретное) управление более предпочтительно, так как благодаря ему, становится возможной реализация высоких технико-экономических характеристик, например, коэффициент полезного действия.
Силовые полупроводниковые приборы могут функционировать в двух режимах: выключенном, который соответствует низкой проводимости и включенном, соответствующем высокой проводимости. Физическая основа большинства данных приборов — полупроводниковая структура, у которой может быть различная степень электронной проводимости. Управление ею позволяет осуществлять бездуговую коммутацию электрических цепей.
Силовые полупроводниковые приборы делятся по:
- принципу действия на транзисторы, тиристоры и вентили.
- степени управляемости на полностью управляемые и не полностью управляемые приборы. Полностью управляемые приборы можно переводить в проводящее состояние и обратно сигналом управления. Не полностью управляемые приборы невозможно переводить обратно из приводящего состояния (тиристоры).
