PartiComponenteAparate Electrice.doc

8/19/2019 PartiComponenteAparate Electrice.doc

1/20

CUPRINS

Argument…………………………………………….11. Contacte electrice…………………………………………22. Camere de stingere……………………………………….83. Izolatoare electrice………………………………………10

. Piese electroizolante……………………………………..12

!. "lemente arcuitoare si resorturi………………………..13#. $ermo%imetale…………………………………………..1!&. 'ecanisme de actionare...................................................1#8. "lectromagneti…………………………………………..1&

(i%liogra)ie…………………………………………..1*

1


2/20

AR+U'"N$

Aparatele electricesunt sisteme şi dispozitive care servesc la variaţia,reglajul şi controlul automat sau neautomat al parametrilor şi circuitelor electrice şi neelectrice. În instalaţiile electrice, aparatele electrice îndeplinescuna din funcţiunile următoare:- închiderea circuitelor. electrice, pentru a asigura alimentarea cu energie aunor consumatori sau

deschiderea lor pentru a întrerupe,c nd este necesar, această alimentare!- comutarea "modificarea legăturilor# În anumite circuite, cum este

necesar, de e$emplu,la pornirea motoarelor electrice cu inele, la care În timpul pornirii tre%uiemodificată treptat valoarea rezistenţeiintroduse în circuitul rotoric .- supravegherea transportului energiei şi protejareainstalaţiilor sau a

consumatorilorde energie electrică împotriva avariilor "întreruperea unui scurtcircuit parderea unei siguranţe, deconectare

prin relee de suprasarcină a unui motor supraîncărcat, eliminarea uneisupratensiuni etc.#!

-măsurarea

valorii curentului, a tensiunii sau a altor parametri electrici aiinstalaţiei!- supravegherea anumitor procese de producţie şi mentinere automată

"fără intervenţia unui operator a regimului de funcţionare dorit"de e$emplu: pornirea şi oprirea unei

pompe acţionate electric, Înfuncţie de nivelul lichidului din rezervor, reglarea .automată a tensiunii În

instalaţie etc.#..

Aparatele electrice au o construcţie relativ comple$ă, av nd Încomponenţa lor mai multe elemente constructive:contacte, căi de curent,izolatoare, electromagneţi, bimetale, elemente mecanice, carcase a protecţie. &nele dintre aceste. elemente au rolul de a asigura trecereacurentului electric în lungul circuitului, altele asigură izolaţia întreelementeleconductoare, iar altele asigură fi$area diferitele elemente şitransmit mişcarea părţilor mo%ile ale aparatelor, în scopul realizăriidiferitelor manevre 'imensionarea diferitelor elemente constructive se face

(


3/20

în funcţie de Între%uinţare şi de solicitările la care sunt supuse în funcţionare.

1. Contacte electrice

În construcţia tuturor aparatelor electrice se găsesc contacte electrice. )cestea asigură *legătura*dintre două porţiuni de circuit. +ontacţul se realizează cu ajutorul a cel-puţindouă piese de contact.

a separarea contactelor unui aparat electric se succed, într-un timp foarte scurt, unnătoarelefenomene "fig. 1.1#

- pe măsură ce contactele se Îndepărtează, suprafaţa reală de contact scadefoarte mult, ajung ndu-se

ca Întregul curent din circuit să treacă printr-un singur punct de contact!- În acest punct de contact, densitatea de curent este at t de mare, înc tmetalul este încălzit până la topire;- îndepărt nd mai mult contactele, puntea de metal lichidse su%ţiază şi, În

cele din urmă, datorita încălzirii din ce În ce mai mari provocate de trecereacurentului, se vaporizează;- e$istenţa, Într-un spaţiu foarte tedus, a unei cantităţi mari de vaporimetalici şi a unor electrozi puternic încălziţi creează condiţiile apariţiei între contacte a unuiarcelectric, prin care curentul dincircuit continuă să circule, În această situaţie, aerul - considerat în modo%işnuit izolant devine conductor de electricitate.

/


4/20

tingerea arcului electricÎn aparatele de comutatie reprezintă o *cursă*intre procesele de ionizare şi cele de deionizare În timpul căreia se urmăreştefr narea proceselor de ionizare şi favorizarea celor de deionizare: !avorizarea proceselor de deionizarese realizează indeose%i prin:folosirea unor contacte de rupere cu punct de vaporizare c t mai ridicat!răcirea %ună a contactelor!răcirea spaţiului in care se dezvoltă arcul electric!deplasarea arcului electric, prin suflaj magnetic, În zone cu gaze reci sau Încontact cu pereţii reci ai unei *camere de stingere*!

insuflarea În zona arcului a unui jet de gaze sau lichid rece.+a metode de stingere a arcului electric sunt folositc:

- creşterea lungimii arcului electric "fig. 1.(.#!- răcirea coloanei de arc "fig. 1./.#! .- divizarea arcului electric "stingere prin grătare dei.onice# "fig.1.4.)

0


5/20

'upă modul de realizare a îm%inării de contact, se deose%esc trei tipuri decontacte "fig. 1. .#:- contacte permanente "fi#e$;- contacte de întrerupere;- contacte de alunecare "glisante $.

Contactele ,ermanente răman întotdeauna închise, indiferent dacăfuncţionează sau nu instalaţia electrică, av nd numai rolul de a realizacontinuitatea circuitului. 2le realizează îm%inarea mecanică aconductoarelor, de o%icei prin str ngere cu şuru%uri

Contactele de -ntreru,ere sunt folosite pentru sta%ilirea şi întrerupereacircuitelor. egătura întreconductoare se realizează în general prin apăsare, cu ajutorul unor resorturi"arcuri#.

+ontactele deget servesc at t drept contact de lucru "de regim#, c t şidrept contact de rupere "care suportăefertele arcului electric. de comutaţie#.

Contactele de alunecare "fig. 1.3.# au rolul de a sta%ili un circuitelectric între două piese de contact "dintre care una se află în mişcare, iar cealaltă este imo%ilă# "de e$emplu: între perii şi inele la maşinile de curentalternativ cu inele, între perii şi colector la maşinile de curent continuu, între


6/20

troleu şi firul de cale la tramvaie, trolei%uze şi locomotive electrice#.4orma pieselor de contact diferă foarte mult de la un aparat la altul, dar

oricare ar fi aceasta, contactele se încadrează, din punct de vedere alaspectului geometric al suprafeţei de contact, În unul dintre următoarele treitipuri:contacte plane "de suprafaţâ$"fig.l. 5 .#! contacte liniare;contacte %unctiforme.

&ontactele plane se folosesc, îndeose%i, la îm%inarea %arelor conductoare "fig. 1.5.#, la legături de conductoare prin papuci şi dreptcontact de lucru la unele separatoare şi siguranţe: .

&ontactele liniaresunt acelea la care contactul electric se o%ţine prin presiune şi frecare. 2ste forma de contact cea mai des înt lnită la aparatelede curenţi *tari*. +a forme specializate de contacte liniare se înt lnesccontacteledeget, lalea şi perie.

&ontactele degetservesc at t drept contact de lucru "de regim#, c t şi

3


7/20

drept contact de rupere "care suportă efectele arcului electric de comutaţie#.+ontactele deget se e$ecută întotdeauna din cupru tare, prin presare la caldÎn matriţe sau prin tăiere din profile laminate. "fig. 1.6.#

&ontactele periese o%ţin prin Înmănuncherea unui pachet de foi dinmaterial conductor av nd o elasticitate foarte %ună "tom%ac sau %ronfosforos#.

&ontactele punctiformesunt contacte de presiune fără frecare! ele prezintă avantajul unei construcţii simple şi al necesităţii unei apăsări reduse pentru contact. 7unt folosite drept contacte de întrerupere, la cea mai mare parte a aparatelor electrice de joasă tensiune! au formă de nituri sau pastile.7e foloseşte argint pentru curenţi mici, materiale sinterizate pentru curenţimijlocii şi mari "fig. 1.18#.

9entru a fi %un ca material de contact, un metal sau a iaj tre%uie: să aibă conductibilitate electrică şi conductibilitate termică foarte bune; sâ aibă duritate suficientâ; sâ nu se o#ideze şi să nujie atacat de agenţii chimici; să aibă temperatura de topire cât mai ridicatâ; să fie uşor de prelucrat; să aibâ cost redus.

+a materiale pentru contacte sunt folosite:cuprul, argintul, materialedure, materiale sinterizate.cuprul este unul dintre cele mai folositemateriale de contact.

5


8/20

Argintul este unul dintre cele mai %une şi mai folosite metale de contact, at tla intensităţi mici, c t şi laintensităţi mari ale curentului. "argintul are cea mai mică rezistenţă decontact, cea mai mare conducti%ilitate electrică şi termică, este un material preţios deci scump, iar in atmosferă de sulf formează un strat de sulfitizolator, dăunător calităţii contactului electric#.

'intre materialele dure, 'olframul este folosit ca material de contact şinumai pentru contacte de rupere. (aterialele de contact sinterizatecele mai folosite sunt:cupru)'olfram,argint)'olfram. argint nichel şi argint)o#id de cadmiu"pentru un contactcare îndeplineşte funcţiile de contact principal şi contact de rupere estenecesar să com%inăm două metale cu temperaturi diferite de topire.)socierea lor se realizează prin sinterizare#. 9rinsinterizare se înţelegetratamentul termic al amestecului de pul%eri metalice la o temperaturăinferioară punctului de topire al componentului principal.

6


9/20

2. Camere de stingere

9rin cameră de stingerese Înţelege o cameră de material izolant sauizolată electric faţă de restul circuitului, amplasată În zona de formare a

arcului electric de comutaţie şi concepută astfel Înc t să Împiedice contactularcului electric cu alte părţi ale aparatelor şi să favorizeze stingerea acestuia.+amerele de stingere "fig. 1.11.# sunt a%solut necesare în e$ploatarea

aparatelor, deoarece În lipsa lor pot apărea scurtcircuite Între faze "provocatede arcul electric a cărui acţiune nu mai este limitată# şi o uzare rapidă a pieselor de contact.

+amerele de stingere se e$ecută din materiale electroizolante cu marerezistenţă la temperaturi ridicate "termoceramit, az%ociment, plăci deaz%est#.

9entru intensităţi mari se folosesc de o%icei camere cu grătar deionizare.9lăcuţele de deionizare "fig. 1.1(.# pot avea diverse forme,dependente şi de forma contactelor de rupere ale aparatului În vecinătateaimediată a căruia sunt montate.

;aterialul din care sunt confecţionate plăcuţele este oţelul protejatÎmpotriva coroziunilor prin zincare, nichelare sau cad miere.


10/20

18


11/20

3. Izolatoare electrice

7e numesc izolatoare elementele de instalaţie sau părţile de aparatspecial construite pentru a susţine mecanic şi pentru a asigura izolareaelectrică a căilor de curent. 2le tre%uie să facă faţă solicitărilor termice provocate de curenţii de regim şi scurtcircuit pentru care au fost dimensionate elementele conducătoare de curent.

2lementele izolatoare folosite pentru aparate electrice sunt foarte variate.> clasificare alor se poateface În funcţie de mediul În care tre%uie să lucreze. 7e deose%esc:

. - izolatoare de interior destinate să lucreze În Încăperi Închise fără ploaie şi depuneri importante de praf!

- izolatoare de e$terior destinate să lucreze În aer li%er.lzolatoarele suport de interior şi e$terior servesc pentru izolarea căilor de

curent ale separatoarelor şila susţinerea şi izolarea %o%inelor de reactanţă pentru limitarea curenţilor descurtcircuit "fig. 1.1/.#.

*zolatoarelede trecereservesc la trecerea dintr-un mediu În altul. &nadin părţile izolatorului se află totdeauna În aer "În interiorul sau e$teriorulÎncăperii#, pe c nd cealaltă parte poate fi În interiorul uneiîncăperi, Într-o cuvă umplută cu aer comprimat sau ulei, cum este cazulintreruptoarelor automate, sau într-o cutie umplută cu masă izolantă, cain,cazul cutiilor terminale

11


12/20

1(


13/20

. Piese electroizolante

În construcţia aparatelor electrice sunt utilizate o serie de piese dinmaterial electroizolant cu scopul de a proteja părţile interioare ale aparatuluiîmpotriva agenţilor atmosferici sau de atingere a acestor părţi aflate su%tensiune.

9iesele electroizolante au rol de izolare a părţilor aflate su% tensiune saude fi$are a unor elemente componente din aparatul respectiv. 2$istă o gamăvariată de piese electroizolante.;aterialele din care sunt confecţionate aceste piese sunt:- sticla!- răşinile de turnare "polistirenul, ple$iglasul, polietilena, policlorura devinil, peliina$ul, te$tolitul, sticlote$tolitul etc.#!- masele ceramice "porţelanul, stearitul, termoceramitul, masele ceramicealuminoase#!- lemnul!- h rtia!- az%ocimentul!- clingheritul!- preşpanul etc.

În figura 1.1 . sunt prezentate c teva piese electroizolante componente ale aparatelor

electrice de joasă şi medie tensiune "carcasă aparat de măsurat, capac siguranţe fuzi%ile,carcasă contactor, inel ceramic pentru siguranţă fuzi%ilă, corp lampă de semnalizare,m ner de acţionare corp siguranţă fuzi%ilă, capac comutator, inele pentru %utoane decomandă etc#.

1/


14/20

!. "lemente arcuitoare si resorturi

'iferitele condiţii legate de principiul de funcţionare al fiecărui aparat în parte impun adesea folosirea unor piese cu proprietăţi arcuitoare, constituitede o%icei din resorturi metalice.+ele mai frecvente utilizări ale elementelor arcuitoare, În construcţiaaparatelor electrice, sunt:- asigurarea presiunii de, contact!- deschiderea %ruscă a aparatelor de conectare prin acumulare de energie Întimpul Închiderii!- amrtizarea mişcării unor organe la capătul cursei!

- legarea elastică între diferite organe ale unor mecanisme!- preluarea jocurilor de dilatare!- asigurarea piuliţelor împotriva deşuru%ării.

;aterialele cele mai folosite pentru realizarea elementelor arcuitoaresunt:- unele aliaje pe %ază de cupru, cu proprietăţi elastice "alama, tom%acul- +u-?n,%ronzurile pe %ază de staniu, %ronzurile cu %eriliu#!- oţelurile speciale pentru arcuri!

- cauciucul şi unele materiale plastice.

10


15/20

4orma pe care o iau elementele arcuitoare folosite în construcţiaaparatelor electrice poate fi foarte diferită, ea tre%uind să se încadreze c tmai %ine În ansam%lul construcţiei. >ricare ar fi însă, În detaliu,

această formă, ea se încadrează În general într-una dintre următoareleforme de %ază "fig. 1 13.#:- resorturi lamelare!- resorturi elicoidale!- resorturi spirale!- resorturi disc

1


16/20

# $ermo%imetale

+imetalele sunt formatedin două metale cu coeficient de dilatare

dţferit, &ele două metale sunt presate la cald sau sudate, după care urmeazăo laminare la cald.@imetalele au proprietate a de a-şi schim%a forma su% acţiunea căldurii.

Încălzind un %imetal, stratul cu coeficient de dilatare mai mare tinde să sealungească, iar cel cu coeficient de dilatare mai mic se opune acesteialungiri. +a urmare se produce o încovoiere "fig. 1.15.#, AAi e$teriorul cur%efiind partea cu coeficientul de dîlatare mai mare. 7ageata $ a %imetalului put nd avea valori însemnate, utilizarile acestor %imetale sunt foarte variate.7e pot folosi la relee termice, relee indicatoare, limitatoare automate,termoregulatoare, elemente de temporizareetc.

13


17/20

&. 'ecanisme de actionare

)paratele electrice au în compunerea lor mecanisme care sunt utilizate pentru a acţiona o serie de elemente componente în vederea sta%ilirii unei

anumite p oziţii a aparatului în circuitul electric "închis deschis pentru o calede curent#.)ceste mecanisme de acţionare diferă de la o clasă de aparate la alta.

2$emple: acţionarea separatoarelor se poate face manual sau prinservomotoare! acţionarea contactoarelor se ace cu ajutorulelectromagneţilor!acţionarea %utoanelor de comandă se face manual!acţionarea întreruptoarelor de înaltă tensiune se face pneumatic sau cuajutorul unui motor electric etc.

Andiferent de tipul aparatului, mecanismul de acţionare sta%ileşte uncontact electric, pe calea de curent, fie printr-o mişcare de translaţie "%utoanede comandă, unele contactoare, relee termice, relee intermediare etc.#, fie printr-o mişcare de rotaţie "separatoare, întreruptoare de sarcină,întreruptoare cu came, întreruptoare de Înaltă tensiune, controAere,limitatoare de cursă etc.#.'upă construcţia dispozitivului, mecanismele de acţionare pot fi cu:- p rghie!- transmisie prin melc - roată me1cată!- volan!- prăjini!

- resorturi!- came!- electromotoare!- aer comprimat!- ulei si aer comprimat.

15


18/20

8. "lectromagneti

lectromagneţii utilizaţi -n construcţia aparatelor pot avea diferite

forme -n funcţie de mărimea cursei şi caracteristica forţei, care reprezintăcondiţii impuse. -n general, valoarea curentului absorbit de bobină trebuiesă fiecât mai mică, electromagnetul trebuindsă aibă un consum mic deenergie şisă funcţioneze -n condiţii bune la variaţii ale tensiunii.

9rincipalele criterii de clasificare a electromagneţilor utilizaţi laconstrucţia aparatelor sunt: felul tensiunii de alimentare a %o%inei, forma

geometrică a miezului magnetic şi felul mişcării armăturii mo%ile"translaţie sau rotaţie#.

.2lectromagneţii de curent continuu au o construcţie foarte simplă şi

sunt formaţi dintr-un miez de oţel masiv pe care se aşează o %o%inăalimentată în. curent continuu şi o armătură mo%ilă în formă de clapetă.

a electromagneţii de curent continuu, curentul a%sor%it de %o%ină nvariază deloc cu întrefierul ci este practic constant.4orţa variază invers proporţional cu pătratul întrefierului. )stfel, la între fiermare "poziţia deschis# forţa electromagnetului tre%uie să fie suficientă pentrua învinge forţele antagoniste şi a atrage armătura mo%ilă. 9entru între fierfoarte mic "poziţia închis# forţa este de c teva zeci deori mai mare dec tvaloarea corespunzătoare întrefierului iniţial. +a urmare, la închiderea

armăturii se produce un şoc puternic. 9entru a evita şocurile prea mari laînchiderea armaturii mo%ile se foloseste o rezistenta electrica legata in seriecu %o%ina.

+ nd %o%ina electromagnetului nu mai este alimentată, armătura mo%ilămai poate fi menţinutăatrasă, datorită fenomenului deremanenţă magnetică.)cest fenomen estemai accentuat la electromagneţii de curent continuu şi poate fi prevenit prinutilizarea unui întrefier suplimentar "permanent#.

2lectromagneţii de curent alternativ sunt confecţionaţi din pachete deta%lă silicioasă "fig. 1.16.#, pentru a se împiedica apariţiacurenţilor turbionarişi deci creşterea pierderilor În fier.

În construcţia aparatelor se utilizează mai frecvent trei tipuri deelectromagneţi "fig. 1.16.#. ;agnetul În formă de & cu armătură clapetă estecea mai veche şi mai simplă formă. ;agnetul în formă de 2 are trei miezuri, %o%ina fiind situată pe miezul centra1. )rmătura mo%ilă are tot formă de 2 şiintră în interiorul %o%inei. .

16


19/20

. !orţa portantă a unui electromagnetde curent alternativ variază cu

pătratul valorii curentuluice străbate bobina. Această forţă esteo mărimevariabilă -n timp, oscilândde // de ori pe secundă -ntre valoarea ma#ima şi zero, ceeace face ca magnetulsă vibreze, producând uneori un zgomot foarte supărător. 0ariaţia în timp a forţei portante măreşte şi pericoluldedesprindere a armăturii, la scăderi accidentalele ale tensiunii.

1=


20/20

(I(/I +RA I"

1.4ransua )l., ;Bgureanu C., Docaci ;. E (aşini şi acţion1ri electrice. &ulegere de problemeE, 2d. 'idactica si pedagogica ,1=68!

(.'ordea, D.E;asini electriceE, 2d. 'idactica si pedagogica, @ucuresti, 1=55

/.+ioc A., Fica +., G9roiectarea masinilor electriceE, 2ditura 'idactica si 9edagogica,@ucuresti 1==0.

0.Ficolaide )., G;asini electrice. Deorie. 9roiectareE, 2ditura 7crisul Comanesc,+raiova 1=5 .

(8

PartiComponenteAparate Electrice.doc

Documents

Transcript of PartiComponenteAparate Electrice.doc