ЭЛЕКТР АППАРАТТАРЫ

(1)

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Электрмен жабдықтау және

энергияның жаңғыртылған көздері кафедрасы

ЭЛЕКТР АППАРАТТАРЫ 5В071800 – Электр энергетикасы және

5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету мамандығының студенттері үшін зертханалық жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік

нұсқаулықтар

ҒҰМАРБЕК ДАУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС

УНИВЕРСИТЕТІ

(2)

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Аманғалиев Е.З., Даукенова Н.А., Алиева А.Р.

Электр аппараттары. 5В071800 – Электр энергетикасы және 5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету мамандығының студенттері үшін

зертханалық жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік нұсқаулықтар.

- Алматы: АЭжБУ, 2020. – 70 б.

Эдістемелік нұсқаулықтарда «Электр аппараттары» курсына сәйкес, зертханалық жұмыстарды орындау бойынша тапсырма, бастапқы мәліметтер, нұсқаулықтар және ұсынылған әдебиеттер тізімі келтірілген.

Кесте , әдеб. –7 атау.

Пікір беруші: доцент Курпенов Б.К.

Ғұмарбек Даукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2020 ж. жоспары бойынша басылды

 «Ғұмарбек Даукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті» КеАҚ, 2020 ж.

(3)

Мазмұны

Кіріспе... 4

№1 зертханалық жұмыс. Тұрақты ток релесін зерттеу... 5

№ 2 зертханалық жұмыс. Айнымалы ток релесін зерттеу... 9

№3 зертханалық жұмыс. Сигнализация құрылғыларын зерттеу... 12

№4 зертханалық жұмыс. Айнымалы ток түйістіргіштерін және айнымалы токтың магнитті қосқышын зерттеу... 16 №5 зертханалық жұмыс. Айнымалы токтың магнитті қосқышын зерттеу.. 20

№6 зертханалық жұмыс. Төмен вольтты балқымалы сақтандырғыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу... 23 6.1 Тапсырмаларды орындау тәртібі... № 7 зертханалық жұмыс. Өздігінен қалпына келетін сақтандырғыштарды зерттеу... 23 33 № 8 зертханалық жұмыс. Модульді автоматты ажыратқышдардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу... 8.1 Тапсырмаларды орындау тәртібі... 38 40 № 9 зертханалық жұмыс. Жылулық ағытқышы және максималды ток ағытқышы бар автоматты ажыратқыштардызерттеу... 46 № 10 зертханалық жұмыс. Құюлы корпустағы автоматты ажыратқыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу... 10.1 Тапсырмаларды орындау тәртібі... 51 54 № 11 зертханалық жұмыс. Қорғалған ажырату құрылғысының (ҚСҚ) әрекет ету принципін зерттеу... 59 № 12 зертханалық жұмыс. Электронды ағытқышы бар автоматты ажыратқыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу... 63 Әдебиеттер тізімі... 69

(4)

Кіріспе

«Электрлік аппараттар» (ЭА) пәнін оқу кезінде білімін, шеберлігін және дағдыларын қалыптастыру, сонымен қатар ағымдағы бақылауды ұйымдастыру үшін зертханалық жұмыстарды орындау қажет. Зертханалық жұмыстар лекция және тәжірибе сабақтарында алынған білімді нығайтады, сараптамалар жүргізуге арналған дағдылар сіңіреді, электрлік қондырғылармен және өлшеу аспаптарымен жұмыс жасау кезінде шеберлік алуға мүмкіндік береді. Зертханалық жұмыстар жүргізу нәтижесінде студенттерде сараптамалардың нәтижелерін өңдеу дағдылары мен шеберліктері қалыптасады, олар теориялық есептеулерді тәжірибелік зерттеулермен салыстыруға үйренеді.

Зертханалық жұмыстар «Электрлік аппараттар» оқу жабдығының әмбебап типтік кешенінде (стендінде) өткен лекция материалдарына сәйкес өткізіледі (топтың барлық студенттері зертханалық сабақтарда берілген нұсқаларға сәйкес бір типті жұмыстарды орындайды).

Студент зертханалық жұмыстарды орындауға оқытушыға осы жұмысқа дайындаған ұсынғаннан кейін ғана жіберіледі. Жұмысқа дайындық зертханалық жұмыстың тақырыбына сәйкес келетін және әдістемелік нұсқауларда берілген есептік тапсырмалар орындалған кезде теориялық материалдарды оқудан тұрады.

Зертханалық жұмысты орындау кезінде студенттер зертханалық жұмыстың мақсаты мен мазмұнын, зерттеу нәтижелерін өңдеу тәртібі мен әдісін ашатын әдістемелік нұсқауларды басшылыққа алуы тиіс.

Жасалған жұмыстар туралы есепте жұмыс мақсаты, жұмысқа дайындауды көрсетілген есептеулер, жұмыстарды орындау тәртібі, есептік және эксперименттік көрсеткіштерді салыстыру көрсетілуі тиіс. Стандарттар мен масштабтарды сақтай отырып, графикалық құрылымдар жасалуы, қорытындылар берілуі керек.

Материалды пысықтау үшін ұсынылған сұрақтарға жауап беру қажет.

Есептеулер мен графикалық құрылымдар заманауи технологияларды қолдана отырып жасала алады. Есеп А4 форматты ақ қағаз парағында рәсімделеді.

Есептің титул парағы АЭжБУ қабылданған нысанда рәсімделеді.

Есепті студент келесі зертханалық жұмысты орындағанға дейін қорғайды. Ағымдағы жұмыс бойынша есепті қорғамаған студент келесі жұмысты орындауға жіберілмейді. Есеп ағымдағы сабақта немесе студенттің оқытушымен өз бетінше жұмысы (СОӨЖ) кезінде қорғала алады.

(5)

№ 1 зертханалық жұмыс. Тұрақты ток релесін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: РП21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті реленің жұмыс жасау принцибімен танысу, сипаттамалары мен параметрлерін анықтау.

Қолданылатын жабдық:

- «электромагнитті реле» модулі (1.1 сурет);

- «секундомер және жарық сигналды арматура» модулі;

- «қорек» модулі;

- «өлшеу» модулі;

- «автотрансформатор» модулі;

- байланыстыратын өткізгіштер.

1.1 сурет - «Электромагнитті реле» зертханалық модулінің алдыңғы панелінің сыртқы түрі

Зертханалық жұмысты орындау тәртібі:

1) Зертханалық жұмысты орындау үшін жеткілікті теориялық материалды оқу. Бақылау сұрақтарына жауап беру және оқытушыдан зертханалық жұмысты орындауға рұқсат алу.

2) Сұлбаға (1.2 сурет) сәйкес РП21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті релелерді зерттеуге арналған модульдерді электрлік байланыстыруды орындау. Сұлбаны монтаждау қорек сөніп тұрған кезде орындалады. Ток

(6)

«Өлшеу модулі» модулінің РА₁ амперметрімен, кернеу «Өлшеу модулі»

модулінің PV1 вольтметрімен бақыланады.

Жұмыс жасау тәртібі: реттеу тұтқасын сағат тіліне қарсы бағытта тірелгенге дейін бұрау арқылы автотрансформатордың минималды шығыс кернеуін орнатыңыз. Автоматты ажыратқышті және «Қорек модулі»

модулінің «Желі» дифференциалды токажыратқышін қосыңыз. TV₂ автотрансформаторының шығыс кернеуін 0 В - тан К₁ релесі іске қосылған сәтке дейін арттыру (HL2 индикаторының жануы, HL1 индикаторының сөнуі) арқылы, релені іске қосу орын алған PV₁ вольтметрінің (U_і.қ) және РА₁ амперметрінің (I_і.қ) көрсеткіштерін 1.1 кестеге енгізіңіз.

TV2 автотрансформаторының шығыс кернеуін 24 В - тан К1 релесін жіберген сәтке дейін азайту (HL1 индикаторының жануы, HL2 индикаторының сөнуі) арқылы, релені іске қосу орын алған PV1 вольтметрінің (U_жіб.) және РА1 амперметрінің (I_жіб.) көрсеткіштерін 1.1-кестеге енгізіңіз.

Қайтару коэффициентін К_в және қор коэффициентін К₃ есептеңіз (х параметріне сәйкесінше токты (I) және/немесе кернеуді (U) қабылдаңыз):

(1.1)

(1.2)

РП21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті реленің номиналды параметрлері: Р_ном= 2,5 Вт, U_ном= 24 В. 24 В жоғары кернеу бермеңіз!

1.2 сурет - РП21-003-УХЛ4-24 типті тұрақты ток релесін қосудың электрлік принципиалды сұлбасы

(7)

3) Оқытушы жоба жазбаларды рәсімдеген және нәтижелерді тексерген соң сұлбаны талдау, жиынтықты толық құрамда және дұрыс күйінде оқытушыға немесе зертханашыға ұсыну қажет.

4) Қорытынды жасалады №.

1.1 кесте

Тәжірибе № 1 2 3 4 5

U_і.қ., В I_і.қ., А U^HOМ, В I^HOМ, А U_жіб, В I^жіб, А К_в(U) К₃(U) К_в (I) К₃ (I)

Теориялық бөлім.

Реле құрылғысы – кіру сигналы белгілі бір деңгейдегі мәнге жеткенде болатын кіру сигналының өзгеруінен немесе түйіспелердің жабылуынан басты тізбекте пайда болатын ток немесе кернеу.

Қолдану саласы бойынша релені автоматика сұлбаларына арналған, электр жетекті басқаруға және қорғауға және энергиялық жүйелерді қорғауға арналған релелерге бөлуге болады. Әрекет ету принципі бойынша реле электромагнитті, поляризацияланған, жылулық, индукциялық, магнитті - электрлік, жартылай өткізгішті және т.б. бөлінеді.

Кіріс параметріне байланысты релені ток, кернеу, қуат, жиілік және басқа да шамалар релесіне бөлуге болады. Реле тек кіріс параметрлеріне ғана емес, сондай-ақ мәндер айырмашылығына (дифференциалды реле), белгінің өзгеруіне немесе кіріс параметрінің өзгеру жылдамдығына әрекет ете алады.

Реле құрылғысы.

Әдетте реле 3 негізгі функционалдық элементтен тұрады: қабылдаушы, аралық және атқарушы.

Қабылдаушы элемент бақыланатын шаманы қабылдайды және оны басқа физикалық шамаға түрлендіреді.

Аралық элемент осы шаманың мәнін берілген мәнмен салыстырады және шегінен шыққан кезде атқарушы элементке алғашқы әсер береді.

Атқарушы элемент әсер етуді реледен негізгі тізбекке берілуін қамтамасыз етеді. Барлық элементтер анық байқалуы немесе бір - бірімен біріккен болуы мүмкін.

(8)

Қабылдаушы элемент өзі әсер ететін реленің тағайындалуына және физикалық шамасы мен түріне қарай әсер ету принципі және құрылғы бойынша әртүрлі орындауларға ие болуы мүмкін. Мысалы, максималды ток релесінде немесе кернеу релесінде қабылдаушы элемент электромагнит түрінде жасалған, қысым релесінде мембрана немесе сильфон түрінде, саты релесінде поплавка түрінде және т.б. жасалған.

Басқарылатын тізбекке әсер ету принципі бойынша реле контактты және контактсыз болып бөлінеді. Контактсыз релелердің шығыс параметрлері болып басқарылатын тізбекке қосылған кедергіні күрт өзгерту табылады.

Контактты реле контакттарының ашылған күйіне контактсыз реленің басқарылатын тізбегінің көп кернеуі сәйкес келеді. Контактсыз реленің бұл күйі жабық деп аталады. Контактты реле контакттарының тұйықталған күйіне контактсыз реленің басқарылатын тізбегінің аз кернеуі сәйкес келеді.

Контактсыз реленің мұндай күйі ашық деп аталады.

Қосу тәсілі бойынша реле бастапқы және екінші ретті болып бөлінеді.

Бастапқы релелер тікелей басқарылатын тізбекке, ал екінші реттілер өлшеу трансформаторлары арқылы қосылады.

Тұйықтайтын контакттары бар реле үшін шығыс параметрінің кірісі параметріне тәуелділігін көрсететін релені басқару сипаттамасын қарастырайық.

Мұндай релелерде кіріс сигналы болмаған кезде контакттар ашық болады және басқарылатын тізбектегі ток нөлге тең. Реленің іске қосылуы орын алатын кіріс параметрінің х мәні (кернеу, ток және т.б.) іске қосу параметрі (кернеу, ток және т.б.) деп аталады. х<х_і.қ. болған кезде шығыс параметрі у нөлге не болмаса өзінің минималды мәніне у_min тең (контактсыз аппараттар үшін). х = х_і.қ. кезінде шығыс параметрі секірмелі түрде у^min мәнінен уmахмәніне өзгереді. Реле іске қосылады. Егер іске қосылған соң кіріс параметрінің мәні азайтылса, онда х< х_жіб кезінде шығыс параметрін у_max мәнінен 0 немесе у_minмәніне дейін секіру түрінде қайтару орын алады - релені түсіру. Релені секіру түрінде түсіру орын алатын кіріс параметрінің мәні түсіру параметрі деп аталады. Реле реттелген іске қосу немесе түсіру параметрлерінің мәндері кіріс параметрі бойынша тағайындама деп аталады.

Іске қосуға команда берген сәттен бастап, шығыс параметрінің жоғарылауы басталған сәтке дейінгі уақыт іске қосу уақыты деп аталады. Бұл уақыт реле конструкциясына, оны қосу сұлбасына және кіріс параметріне байланысты болады. х_ном кіріс параметрінің мәні х_і.қ. салыстырғанда қаншалықты көп болса, реленің іске қосылуы да соғұрлым жылдам болады.

х_ном/х_і.қ_. қатынасы K_з қор коэффициенті деп аталады. Қор коэффициенті жоғарылаған сайын электромагнитті реле контакттары дірілінің артатындығын атап өткен жөн. Бір қатар релелер үшін К_в қайтару коэффициенті деп аталатын х_жіб/х_і. қ_.қатынасы аса маңызды.

(9)

Ажыратуге команда берген сәттен бастап шығыс параметрінің минималды мәніне жеткенге дейінгі уақыт ажырату уақыты деп аталады.

Контактты релелер үшін бұл уақыт екі интервалдан тұрады - жіберу уақыты және доғаның жану уақыты. Релеге қойылатын талаптар көбінесе оның мақсатымен анықталады. Энергиялық жүйелерді қорғауға арналған релелерге іріктеу, жылдам әрекет ету, сезімталдық және сенімділік талаптары қойылады.

Іріктеуден реленің энергия жүйесінің тек бүлінген учаскесін ғана ажырату қабілетін түсінеміз. Айтарлықтай жылдам әрекет ету апат салдарын кенеттен төмендетуге, апаттық режимдер кезінде жүйенің тұрақтылығын сақтауға, электр энергиясының жоғары сапасын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Реле іске қосылатын кіріс параметрінің минималды мәні сезімталдық деп аталады. Сезімталдықты арттыру электротехникалық құрылғылардың сапасын жақсартуға мүмкіндік береді. Мысалы, реле қорғанысының сезімталдығын арттыру апаттық режимдерден қорғалмаған болуы мүмкін электр тарату ұзындығын қысқартуға мүмкіндік береді.

Энергия жүйелерін қорғау релесі жоғары сенімділікке ие болуы тиіс.

Әйтпесе, ауыр апаттар және электр энергиясының көп мөлшерін жібермей қалу орын алуы мүмкін. Автоматика сұлбаларының релесіне, сонымен қатар электр жетекті басқару және қорғау релелеріне әртүрлі өзіне тән талаптар қойылады. Бұл релелер пайдаланудың ауыр жағдайларында жұмыс жасайды.

Электромагнитті реле қорғау және автоматика сұлбаларында кеңінен қолданылады. Олар ток пен кернеу бойынша максималды, минималды және нөлдік қорғанысты қамтамасыз етеді, сонымен қатар автоматты түрде іске қосуды, реверстік, тежеуді және электр қозғалтқышты токтатуды жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Қорытынды сұрақтар.

1. Реленің анықтамасын беріңіз.

2. Басқарылатын тізбекке әсер ету принципі бойынша релелер қандай болады?

3. Қайтару коэффициенті мен қор коэффициентін қалай анықтайды?

4. Релеге қойылатын талаптар.

5. РП 21-003-УХЛ4-24 релесінің жұмыс жасау принципін түсіндіріңіз.

6. Іріктелу дегеніміз не?

7. Сезімталдық дегеніміз не?

8. Релені іске қосу уақытынан нені түсінеміз?

№ 2 зертханалық жұмыс. Айнымалы ток релесін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: РП 21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті реленің жұмыс жасау принцибімен танысу, сипаттамалары мен параметрлерін анықтау.

Қолданылатын жабдық:

- «электромагнитті реле» модулі;

(10)

2) Сұлбаға (2.1сурет) сәйкес РП21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті релелерді зерттеуге арналған модульдерді электрлік байланыстыруды орындау. Сұлбаны монтаждау қорек сөніп тұрған кезде орындалады. Ток

«Өлшеу модулі» модулінің РА₁ амперметрімен, кернеу «Өлшеу модулі»

модулінің PV₁ вольтметрімен бақыланады.

модулінің «Желі» дифференциалды токажыратқышін қосыңыз. TV₂ автотрансформаторының шығыс кернеуін 0 В-тан К₁ релесі іске қосылған сәтке дейін арттыру (HL₂индикаторының жануы, HL1 индикаторының сөнуі) арқылы, релені іске қосу орын алған PV1 вольтметрінің (U_орт) және РА1

амперметрінің (I_орт) көрсеткіштерін 1.1-кестеге енгізіңіз.

TV2 автотрансформаторының шығыс кернеуін 24 В-тан К1 релесін жіберген сәтке дейін азайту (HL1 индикаторының жануы, HL2 индикаторының сөнуі) арқылы, релені іске қосу орын алған PV₁вольтметрінің (U_орт) және РА₁ амперметрінің (I_і.қ.) көрсеткіштерін 1.1-кестеге енгізіңіз.

2.1 кесте

U_і.қ., В I_і.қ., А U^HOМ, В I^HOМ, А U_жіб, В I^жіб, А К_в(U) К₃(U) К_в (I) К₃ (I)

(11)

Қайтару коэффициентін К_в және қор коэффициентін К₃ есептеңіз (х_і.қ.

параметріне сәйкесінше токты (I) және/немесе кернеуді (U) қабылдаңыз);

(2.1)

(2.2)

РП21-003-УХЛ4-24 типті электромагнитті реленің номиналды параметрлері: Р_ном= 2,5 Вт, U_ном= 24 В. 24 В жоғары кернеу бермеңіз!

2.1 сурет - РП21-003-УХЛ4-24 типті айнымалыток релесін қосудың электрлік принципиалды сұлбасы

4) Қорытынды жасалады.

1. Реленің анықтамасын беріңіз.

2. Реленің классификациясы.

3. Релені қосу тәсілдері.

4. Неге екінші ретті реле өлшеу трансформаторлары арқылы қосылады?

5. Өлшеу трансформаторлары туралы не білесіз?

6. Автоматика сұлбаларында релеге қандай талаптар қойылады?

7. Реленіңсөну уақытынан нені түсінеміз?

(12)

№ 3 зертханалық жұмыс. Сигнализация құрылғыларын зерттеу Жұмыстың мақсаты: жарық сигнализациясының жұмысымен танысу.

3.1 суретте ең көп таралған жарық сигнализациясы көрсетілген,ол келесі элементтерден тұрады: корпус, патрон, шам, жарық сүзгісі, сондай-ақ сымдарды монтаждауға арналған бекіту бөлшектері мен жеткізуші контактілерден.

3.1 сурет - Жарық сигнализациясының шағын габаритті арматурасының құрылғысы

а)

б)

(13)

c)

а) шамның қосылуы; б) шамның өшуі; с) қыздыру шамының өзгеруі.

3.2 сурет - Жарық сигнализациясының сұлбасы Қолданылатын жабдықтар:

- «секундомер және жарық сигналдық арматура» модулі (3.3 сурет);

- «электрмагниттік реле» модулі;

- қосуөткізгіштерді.

3.3 сурет - «Секундомер және жарық сигналдықарматура»

(14)

Зертхана жұмысының тәртібі:

1) Зертханалық жұмысты орындау үшін жеткілікті теориялық материалды оқып үйрену. Бақылау сұрақтарына жауап беру және оқытушыдан зертханалық жұмысты орындауға рұқсат алу.

2) 3.4 суретке сәйкес модульдердің электрлік қосылыстарын кезекпен орындау, К₁ – релесі РП21-003-УХЛ4-24 типті. Сұлбаны құрастыру қорек көзінен ажыратылған кезде жүргізіледі!

Жұмыс жасау тәртібі: реттеу тұтқасын сағат тіліне қарсы бағытта тіреуге дейін бұрау арқылы автотрансформатордың минималды шығыс кернеуін орнатыңыз. Автоматты ажыратқышті және дифференциалды токажыратқышін, «желі» модулі, «қорек» модулін қосыңыз. Реленің іске қосылу сәтіне дейін кернеуді ұлғайтып, индикаторлардың ауысуын бақылау.

24 В жоғары кернеу беруге болмайды!

4) Қорытынды жасаңыз.

а)

б)

(15)

в)

а - шамның қосылуы; б - шамның өшуі; в–қыздыру шамыныңөзгеруі.

3.1 сурет -жарық сигнализациясының электрлік сұлбасы Теориялық бөлік.

Электр қондырғыларының кез-келген құрылғыларының қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін қызмет көрсетуші персоналға жағдай туралы уақтылы және сенімді хабардар ету қажет, механизмдердің, жетектердің, тораптардың жұмыс режимдері мен ережелері, сондай-ақ жұмыс параметрлерінің берілген немесе шекті мәндеріне (жылдамдық, қысым, температура және т. б.) туралы уақтылы және сенімді хабарлау қажет. Осы функцияларды орындау үшін жарық, дыбыстық және визуалды сигнал беру жүйесінің әртүрлі қондырғылары мен құрылғыларын қолданыңыз.

Жарық сигнализациясы басқару пульттері мен панельдерінде орналастырылатын жеке шамдардың, жарық таблоларының және жарық түсіретін мнемосұлбалардың көмегімен жүзеге асырылады. Сигналдық шамдар мен әр түрлі түсті қалпақшалары бар арматураны пайдалана отырып, қажетті ақпаратты хабарлауға болады. 3.1, а - суретте сигналды шамы H1 K1.1 қосылатын және ажырыратылатын басқарылатын түйіспелерді қолданумен HL₁ сигналды шамы жабу кезінде сигнализация жүзеге асатын сұлба келтірілген. Шамды өшіруге байланысты сигнализациялы аналогты сұлба 3.1, б - суретте көрсетілген. Шамныңқызуының өзгеруі бар сұлба (3.1 сурет, с) сенімділіктің жоғарылауына ие, өйткені бұл жағдайда барлық уақытта шамның дұрыстығы соңғы қорек тізбегі бақыланады. Сигнал шамдар кез келген стандартты кернеудің тұрақты және айнымалы тогын желіге қосады.

Сигнализациятізбектерінде 6 В, 12 В, 24 В және 48 В кернеужиі қолданылады, өйткені бұл жағдайда шамдар қосымша кедергісіз тікелей қосылады. Заманауи электроматоматика қондырғыларында миниатюрлық коммутациялық шамдар, қызу шамдары немесе жарықдиодты шамдарыбар бағдаршамға дейінгі әр түрлісигналдық арматура қолданылады.

Бақылау сұрақтары.

1. Жарық сигналды арматура функциялары.

2. Жарық сигналының негізгі түрлері.

(16)

3. Қандай жағдайларда 3.1 суретте көрсетілген сұлбалар қолданылады.

4. Қыздыру шамдары туралы не білесіз?

5. Жарық диод туралы не білесіз?

6. Ескерту шамдары туралы не білесіз?

7. Мнемосұлба дегеніміз не?

8. Басқару панелі дегеніміз не?

№ 4 зертханалық жұмыс. Айнымалы ток түйістіргіштерін және айнымалы токтың магнитті қосқышын зерттеу

Жұмыстың мақсаты: айнымалы ток түйістіргіштерінің электрлік сипаттамаларын зерттеу және магнитті қосқыш құрылғысымен таныстыру және оның пайдалану сипаттамаларын зерттеу.

Қолданылатын жабдықтар:

- «магнитті қосқыш» модулі (4.1 сурет);

- «командалық аппараттар және датчиктер» модулі;

- «секундомер және жарық сигналды арматура»модулі;

- «свтотрансформатор» модулі;

- «орек» модулі;

4.1 сурет - «Магнитті қосқыш» зертханалық модулінің алдыңғы панелінің сыртқы түрі

(17)

2) Сұлбаға (4.2 сурет) сәйкес КМИ-10910 9А-24 В типті түйістіргішін зерттеу үшін модульдерді электрлік жалғауды орындаңыз. Сұлбаны монтаждауды қорек сөніп тұрған кезде орындаңыз! Кернеуді «Өлшеу модулі»модулінің PV1 вольтметрімен бақылаңыз. Ток күшін «Өлшеу модулі»модулінің РАЗ амперметрімен бақылаңыз.

Ескертпе - виртуалды асинхронды электр қозғалтқыш фазасына сыртқы кернеуді беруге тыйым салынады!

модулінің «Желі» дифференциалды токажыратқышін қосыңыз.

TV2 автотрансформаторының шығыс кернеуін 0 В - тан КМ1

түйістіргіші іске қосылған сәтке дейін арттыру (якорь катушкаға тартылады, виртуалды электр қозғалтқыш фазаларында кернеу пайда болады, оның бар - жоғын тиісті индикаторлардың жануы куәландырады) арқылы, түйістіргішті іске қосу орын алған PV₁ вольтметрінің (U_орт) және РА3 амперметрінің (I_орт) көрсеткіштерін 4.1 кестеге енгізіңіз. Экспериментті кемінде 5 рет өткізіңіз. 24 В жоғары кернеу бермеңіз!

4.2 сурет - Түйістіргішті қосудың электрлік сұлбасы

3) РА3 амперметрін «Өлшеу модулі» модулінің РА

амперметріне ауыстырыңыз. TV2 автотрансформаторының шығыс кернеуін 24 В - тан КМ₁ түйістіргішінің якорын жіберген сәтке дейін азайту арқылы,

(18)

түйістіргіш якорын жіберу орын алған PV1 (U_жіб) вольтметрінің және РАЗ (I_жіб) амперметрінің көрсеткіштерін 4.1 кестеге енгізіңіз.

4) Түйістіргіш катушкасының қызып кетуінің алдын алу үшін тартылмаған якормен ұзақ уақыт бойы жұмыс жасауға рұқсат етілмейді, сонымен қатар эксперименттер арасында үзіліс (2 мин.) жасау қажет.

Экспериментті кемінде 5 рет өткізіңіз. Қайтару коэффициентін К_в және қор коэффициентін К₃ есептеңіз (х_орт параметріне сәйкесінше токты (I) және/немесе кернеуді (U) қабылдаңыз) (№ 1 зертханалық жұмысты қараңыз).

4.1 кесте

U_і.қ., В I_і.қ., А U^HOМ, В

IHOМ, А U^жіб, В I_жіб, А К_в(U) К₃(U) К_в (I) К₃ (I)

6) Қорытынды жасаңыз.

Теориялық бөлім.

Түйістіргіш күшті электр тізбектерін коммутациялауға арналған электрлік аппарат. Түйістіргішті тұйықтау немесе ажырату көбінесе электромагнитті жетек әсерімен жүзеге асырылады.

Барлық түйістіргіштер келесідей жіктеледі:

- негізгі тізбектің және басқару тізбегінің ток түрі бойынша (катушканы қосатын);

- тұрақты, айнымалы, тұрақты және айнымалы ток;

- негізгі полюстердің саны бойынша 1 - 5 аралығында;

- негізгі тізбектің номиналды тогы бойынша 1,5 А – 4800 А аралығында;

- негізгі тізбектің номиналды тогы бойынша: 27 Гц, 50 Гц, 60 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2400 Гц, 8000 Гц, 10 000 Гц жиілігіне ие 110 В - 1600 В аралығындағы айнымалы ток;

(19)

- катушкаларды қосатын номиналды кернеу бойынша: 12 В - 440 В аралығындағы тұрақты ток, 50 Гц жиілігіне ие 12 В - 660 В аралығындағы айнымалы ток, 60 Гц жиілігіне ие 24 В - 660 В аралығындағы айнымалы ток;

- қосалқы контакттардың болуы бойынша - контактты, контактсыз.

Түйістіргіштер негізгі контакттар жүйесінен, доғаны ажырату, электромагнитті жүйелерден және қосалқы контакттардан тұрады. Негізгі контакттар күш тізбегін тұйықтауды және ажыратуды жүзеге асырады. Олар номиналды токты ұзақ уақыт өткізуге және жиілігі жоғары болған кезде қосу мен ажыратудің көп санын жасауға есептелуі тиіс. Қалыпты болып контакттардың түйістіргіштің тартылатын катушкасы арқылы электр тогы жүрмейтін және барлық қолда бар механикалық қыстырғыштар босатылған күйі саналады.

Негізгі контакттар иінтіректі және көпірлі түрде жасалуы мүмкін.

Иінтіректі контакттар қайталанатын жылжымалы, ал көпірлі контакттар тік жүрісті жүйені қолданады.

Доға ажыратқыш жүйе негізгі контакттарды ажырату кезінде туындайтын электрлік доғаны ажыратуді қамтамасыз етеді. Доғаны ажырату тәсілдері және доғаны ажырату жүйелерінің конструкциялары негізгі тізбек тогының түрімен және түйістіргіш жұмысының режимімен анықталады.

Тұрақты ток түйістіргіштерінің доға ажырату жүйелері айнымалы ток түйістіргіштерінің доға ажырату жүйелерінен ерекшеленеді, өйткені тұрақты және айнымалы ток кезіндегі доғаны ажырату принциптері де ерекшеленеді.

Тұрақты ток түйістіргіштерінің доға ажырату камералары электр доғаны ұзына бойы орналасқан саңылаулары бар камералардағы көлденең магнитті өрістермен ажырату принципіне негізделген. Магнитті өріс конструкциялардың көбінде доға ажырату катушкасының контакттарын ретімен қосу арқылы қоздырылады.

Айнымалы ток түйістіргіштері деионды торы бар доға ажырату камераларымен орындалады. Туындаған кезде доға торға қарай жылжиды, бірқатар ұсақ доғаларға бөлінеді және ток нөлден өткен сәтте сөнеді. Доғаны айнымалы токта ажырату тұрақты токта ажыратуге қарағанда жеңіл, сондықтан тұрақты ток түйістіргіштері доғаны ажыратудің айтарлықтай күрделі жүйесіне ие.

Түйістіргіштің электромагнитті жүйесі түйістіргішті қашықтықтан басқаруды, яғни қосу мен ажыратуді қамтамасыз етеді. Жүйе конструкциясы ток түрімен және түйістіргішті басқару тізбегімен және оның кинематикалық сұлбасымен анықталады. Электромагнитті жүйе біліктен, якордан, катушкадан және бекіту бөлшектерінен тұрады.

Қосалқы контакттар түйістіргіштің басқару тізбектерінде, сонымен қатар блоктау және сигнализация тізбектерінде ауыстырып қосуды орындайды. Олар 20 А аспайтын токты ұзақ уақыт бойы өткізуге және 5 А аспайтын токты ажыратуге есептелген. Контакттар тұйықтайтын, сондай-ақ ажырататын болады, көбінесе көпір түрінде.

(20)

Тұрақты ток түйістіргіштері ток күйі бойынша тізбектерді коммутациялауға арналған және ереже бойынша, тұрақты токтың электромагнитімен іске қосылады.

Айнымалы ток түйістіргіштері айнымалы ток тізбектерін коммутациялауға арналған. Осы түйістіргіштердің электромагниттері айнымалы, сондай-ақ тұрақты токты болуы мүмкін.

Бүгінгі таңда электр жетек сұлбаларындағы коммутациялар жиілігі сағатына 3600 есеге жетеді, мұндай жұмыс режимі ең ауыр режим болып табылады. Әр қосқан және сөндірген сайын контакттар тозады. Түйістіргіштер үшін қалыпты коммутациялар кезіндегі қарағанда айтарлықтай ауыр талаптарымен сипатталатын сирек коммутациялар режимі де бар (қосу тогы 10 I_ном жетеді). Мұндай режимдер айтарлықтай жиі туындайды (мысалы, қысқаша тұйықталу кезінде).

Түйістіргіштердің негізгі техникалық деректері болып негізгі контакттардың номиналды тогы, шекті сөндірілетін ток, коммутацияланатын тізбектің номиналды кернеуі, механикалық және коммутациялық тозуға төзімділік, бір сағатта қосудың рұқсат етілетін саны, қосу мен ажыратудің жеке уақыты табылады.

Бақылау сұрақтары.

1. Контактор дегеніміз не?

2. Контакторлардың классификациясы.

3. Контакторлардың негізгі элементтерін атаңыз.

4. Контакторлардың қызметі.

5. Контакторлардың негізгі техникалық мәліметтерін атаңыз.

6. Вакуумдық контактор электромагниттік контактордан немен ерекшеленеді?

7. Тұрақты ток контакторының доға ажыратқыш жүйесі айнымалы ток контакторының доға ажыратқыш жүйесінен немен ерекшеленеді?

8. Контактордың электромагниттік жүйесі қандай бөліктерден тұрады?

№ 5 зертханалық жұмыс. Айнымалы токтың магнитті қосқышын зерттеу

Жұмыстың мақсаты: магнитті қосқыш құрылғысымен таныстыру және оның пайдалану сипаттамаларын зерттеу.

Қолданылатын жабдықтар:

- «магнитті қосқыш» модулі (5.1 сурет);

- «командалық аппараттар және датчиктер» модулі;

(21)

2) Сұлбаға (5.1 сурет) сәйкес КМИ-10910 9А-24 В типті магнитті қосқышты зерттеу үшін модульдерді электрлік жалғауды орындаңыз.

Сұлбаны монтаждауды қорек сөніп тұрған кезде орындаңыз. «Токтату» -

«Командалық аппараттар және датчиктер» модулінің SB2 батырмасы, «Іске қосу» - «Командалық аппараттар және датчиктер» модулінің SB1 батырмасы.

Ескертпе - виртуалды асинхронды электр қозғалтқыш фазасына сыртқы кернеуді беруге тыйым салынады.

4) Қорытынды жасалады.

5.1 сурет - Магнитті қосқышты қосудың электрлік принципиалды сұлбасы Теориялық бөлім.

Магнитті қосқыштар - айнымалы және тұрақты токтағы электрлік жүктеулерді коммутациялауға арналған құрылғыларды айтады.

Жалпы өндіріске арналған электрмагнитті қосқыш – қысқа тұйықталған ротормен асинхронды қозғалтқыштықашықтықтан басқаруға арналған коммутациялық электрлік аппарат.

(22)

Магнитті қосқыш жиынтығына әдетте бір немесе екі түйістіргіш, батырмалы пост, қозғалтқышты ұзақ уақыт бойы шектен тыс жүктеуден қорғауға арналған жылу релесі кіреді. Реверсивті МҚ-да екі түйістіргіштің қосылуының алдын алатын электрлік және механикалық блоктау қолданылады. Асинхронды электр қозғалтқыштардан жұмыс жасау негізінен қосқыштардың тозуға төзімділігі, коммутациялық қабілеті, шектен тыс жүктеуден қорғау сенімділігі сияқты қасиеттеріне байланысты болады.

Пайдалану процесінде үш фазалы қорек кернеуінің бір фазасы айтарлықтай жиі үзіледі, мысалы, сақтандырғыштың күйіп кетуі салдарынан.

Бұл ретте қозғалтқышқа тек екі фаза беріледі және статордағы ток күрт жоғарылайды, бұл ораманың жоғары температураға дейін қызып кетуі салдарынан оның істен шығуына алып келеді. Қосқыштың жылу релелері осы токтан іске қосылуы және электр қозғалтқышты ажыратуі тиіс. Асинхронды электр қозғалтқышты іске қосу кезінде іске қосу тогы номиналды мәннен алты есе асып кетеді. Мұндай ток кезінде контакттардың сәл ғана дірілдеуі оларды жылдам істен шығаруы мүмкін. Бұл контакттарға берілетін дірілге қатысты жоғары талаптар қояды. Сондықтан, магнитті қосқыш түйістіргіштерінің жылжымалы бөлшектері жеңілірек жасалады, олардың жылдамдығы азаяды, контактты басылуы артады.

100 А дейінгі номиналды ток кезінде мыс контакттарға күміс қаптамалар салған дұрыс. 100 А жоғары ток кезінде күміс пен кадмий оксидінің композициясы тиімді. Электр қозғалтқышты қыздырғаннан кейін ток номиналды мәнге дейін төмендейді. Сондықтан жұмыс жасап тұрған электр қозғалтқышты ажырату контакттардың аз ток жүктемесі кезінде орын алады.

Электр қозғалтқышты сөндірген кезде контакттардағы қалпына келетін кернеу желі мен электр қозғалтқыштың ЭДС кернеуінің айырмашылығына тең.

Нәтижесінде түйістіргіш контакттарында 15...20 % UHOМ құрайтын кернеу пайда болады, яғни ажырату жеңілдетілген жағдайларда жүреді.

Электр қозғалтқышты желіден іске қосқаннан кейін бірден ажырату қажет болатын жағдайлар да жиі кездеседі. Бұл жағдайларда қосқыш түйістіргіші қуаттың төмен коэффициенті (соs



< 0.3) және желінің қалпына келетін кернеуі кезінде алты есе номиналға тең токты сөндіреді. Тежелген электр қозғалтқышты 50 рет қосудан және ажыратуден кейінгі қолданыстағы нормалар кезінде қосқыш одан ары жұмыс жасауға жарамды болуы тиіс.

Магнитті қосқыштардың техникалық деректерінде олардың номиналды тогы және осы қосқыш жұмыс жасай алатын электр қозғалтқыштың номиналды қуаты көрсетіледі, ол номиналды кернеуді ұлғайтқан кезде жоғарылайды.

Қосқыштардың ең жоғары жұмыс кернеуі 660 В тең. Қосқыш түйістіргіштерінің электрлік тозуға төзімділігі басқарылатын электр қозғалтқыштың қуатына 1,5 - 2 есе пропорционал.

(23)

1. Магнитті қосқыштардың мақсатын түсіндіріңіз.

2. Магнитті қосқыштардың негізгі қасиеттерін атап өтіңіз.

3. Магнитті қосқыш тиристорлы қосқыштан несімен ерекшеленеді?

4. Электр қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты түйістіргіштердегі кернеу қалай өзгереді?

5. Магнитті қосқыштың қандай қасиеттері оған АД қашықтықтан басқаруға мүмкіндік береді?

6. Қосқыштың жылу релелерінің мақсаты?

№ 6 зертханалық жұмыс. Төмен вольтты балқымалы сақтандырғыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу

Жұмыстың мақсаты: төмен вольтты балқымалы сақтандырғыштардың конструкцияларын үйрену және сақтандырғыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу.

1) ПР-2 және ПН-2 төмен вольтты сақтандырғыштарының конструкцияларымен және техникалық сипаттамаларымен танысыңыз.

2) Компьютер бағдарламасын қолданып тапсырма нұсқасына сәйкес ПН-2 сақтандырғышының қорғаныс сипаттамаларына зерттеу жүргізіңіз.

3) Excel талдау пакеті негізінде алынған эксперименттік деректерге статистикалық өңдеу жүргізіңіз.

4) Зерттеу нәтижелері бойынша сақтандырғышқа балқымалы қондырманың балқу уақытын таратуың табылған диапазонын көрсете отырып, оның қорғаныс (уақыт - ток) сипаттамасын жасаңыз.

5) Тізбек кабелі температурасының жүктеме тогына және балқымалы қондырманың номиналды тогына тәуелділігіне сандық зерттеу жүргізіңіз.

6.1 Тапсырмаларды орындау тәртібі

№ 1 тапсырма. Сақтандырғыштардың қорғаныс сипаттамаларын зерттеу.

Сақтандырғыштың уақыт - ток немесе қорғаныс сипаттамасы сақтандырғыштың балқымалы қондырмасының балқуы уақытының тізбек тогына тәуелділігін білдіреді. Әдетте абсцисса осьтері бойынша тізбек тогы емес, тізбек тогының балқымалы қондырманың номиналды тогына еселігі жиналады.

Бірінші тапсырма бойынша жұмыс жасау тәртібі:

1) Тапсырма нұсқасына сәйкес сақтандырғыштың номиналды тогытізімінен және балқымалы қондырманың номиналды тогытізімінен тапсырма нұсқасына сәйкес сақтандырғыш тогы және балқымалы қондырманы таңдаймыз.

2) Шығыс деректерінің кездейсоқ сипаты жалаушасын орнатамыз.

(24)

3) Жүктеме тогы жолына токтың қажетті мәнін енгіземіз және Іске қосу батырмасын басамыз.

Осы тапсырманы орындау кезінде жүктеме тогы жүктеме тогының еселігі α шамамен келесі мәндерді қабылдайтындай тәсілмен өзгерткен жөн: 1;

1.2; 1.3; 1.4; 1.5; 1.6; 2; 10.

Ток еселігін тағайындай отырып, жүктеме тогы келесі формула бойынша табамыз:

(6.1)

4) Тәжірибені қайталаймыз, яғни Іске қосу батырмасын (5–7) рет басамыз.

Бұл арқылы біз күйіп кеткен қондырманы ауыстыру процесіне түрткі боламыз.

Тәжірибелерді орындау кезінде қондырманың балқу уақытының тұрақты өзгеріп тұратындығына, яғни кездейсоқ сипатқа ие екендігіне назар аударған жөн.

5) Алынған деректерді Excel кестесіне енгіземіз.

Алынған эксперименттік деректері бар кесте түрі 6.1 суретте көрсетілген.

6.1 сурет – Орындалған эксперимент деректері бар кестенің мысалы Эксперименттік деректер кездейсоқ сипатқа ие болғандықтан, оларды өңдеу кезінде статикалық әдістерді қолдану қажет.

Біздің жағдайда алынған деректерді статикалық өңдеу үшін Excel талдау пакетіндегі Сипаттау статистикасы процедурасын қолданамыз, оның диалогтік терезесі 6.2 суретте көрсетілген.

Осы терезеде кіріс интервалы ретінде қондырманың балқу уақытының деректері бар ұяшықтар диапазонын, ал шығыс интервалы ретінде тінтуір көмегімен талдау нәтижелерін шығару жүзеге асырылатын ұяшықты көрсетеміз. Сонымен қатар, келесі жолдарға жалауша орнатамыз: қорытынды статистика және сенімділік деңгейі 70 %.

Талдау пакетінің жұмыс жасау нәтижесі электронды кесте парағына шығарылады. 6.2 суретте талдау пакетінің көмегімен деректерді өңдеу мысалы көрсетілген.

(25)

6.2 сурет – «Сипаттау статистикасы» процедурасының диалогтік терезесі Параққа шығарылған деректер арасынан біз үшін 2 шама көбірек қызығушылық тудырады:

1) Орташа мән (мысал үшін ол ⃗ сек. тең).

2) Сенімділік деңгейі (мысал үшін ол сек. тең).

Орташа мән кездейсоқ мәндерге сәйкес келетін айтарлықтай ықтимал мәнді сипаттайды, ал сенімділік деңгейі кездейсоқ факторларға негізделген өлшеу қателерін (қателіктерін) анықтайды. Осы деректер бойынша Р = 70%

сенімді ықтималдығымен қондырманың балқу уақытының орналасатын диапазоны анықталады.

Өлшеу нәтижелерін өңдеуді белгілі бір бекітілген ережелерді есепке ала отырып орындау қажет.

Осы ережелерді қарастырып шығайық.

Өлшеу қателігін бірінші мәнді цифрге дейін дөңгелектеген жөн, оны әрқашан бір бірлікке ұлғайтыңыз.

Мәнді цифр деп сандардың алдында тұратын нөлдерден басқа барлық цифрларды атайды. Мысалы, 0.00807 – бұл санда үш мәнді цифр бар: 8, 8 және 7 арасындағы нөл және 7; алғашқы үш нөл мәнді емес.

Мысалдар:

8,27 ≈ 9;

0,237 ≈ 0,3;

0,00035 ≈ 0,0004;

0,0862 ≈ 0,09;

857,3 ≈ 900;

43,5 ≈ 50.

Сәйкесінше, біздің мысал үшін өлшеу қателігі 0,153 ≈ 0,2 тең болады.