Дифференциальный автомат. Назначение и принцип работы дифференциального автомата

Дифференциальный автоматический выключатель представляет собой уникальное устройство, в котором одновременно сочетаются функции автоматического выключателя и защитные свойства УЗО.

Дифференциальный автомат предназначен для защиты человека от поражений электрическим током при его соприкосновении с токоведущими частями электрооборудования либо при утечке электрического тока. В этом случае дифференциальный автомат выполняет функции устройства защитного отключения.

Также устройство осуществляет защиту электрической сети от коротких замыканий и перегрузок, выполняя функции автоматического выключателя.

Конструкция устройства

Конструктивно диф автоматы из состоят рабочей и защитной части.

Рабочая часть представляет собой автоматический выключатель, в котором имеется специальный механизм независимого расцепления и рейка сброса с помощью внешнего механического воздействия.

В различных типах диф автоматов устанавливаются четырехполюсные или двухполюсные автоматические выключатели.

Дифференциальный автомат, как и обычный автоматический выключатель, оборудован двумя расцепителями:

• — электромагнитный расцепитель отключает линию электропитания в случае короткого замыкания;
• — тепловой расцепитель срабатывает в случае возникновения перегрузки защищаемой группы.

Защитной частью устройства является модуль дифференциальной защиты. Он обнаруживает дифференциальный электрический ток на землю (ток утечки). Кроме этого, модуль преобразовывает электрический ток в механическое воздействие, с помощью которого через специальную рейку осуществляется сброс выключателя.

Для обеспечения питания модуля защиты от электрического тока он включается последовательно с автоматическим выключателем.

В модуле защиты от электрического тока имеются некоторые дополнительные устройства, среди которых дифференциальный трансформатор, обнаруживающий остаточный электрический ток, а также электронный усилитель с катушкой электромагнитного сброса.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и автомат (если он исправен) должен отключиться.

Как работает диф автомат

В диф автомате, как и в устройстве защитного отключения, в качестве датчика утечки тока применяется специальный трансформатор. Работа этого трансформатора основана на изменении дифференциального тока в проводниках, подающих электрическую энергию на электроустановку, на которой обеспечивается защита.

Ток утечки отсутствует, если нет повреждений изоляции электропроводки или к токоведущим частям установки никто не прикасается. В этом случае в нулевом и фазном проводе нагрузки будут протекать равные токи.

Этими токами в магнитном сердечнике трансформатора тока наводятся встречно направленные равные магнитные потоки. В результате этого ток вторичной обмотки равен нулю и чувствительный элемент – магнитоэлектрическая защелка не срабатывает.

В случае возникновения утечки, к примеру, если человек случайно прикоснется к фазному проводнику или при нарушении изоляционных свойств диэлектрика, происходит нарушение баланса тока и магнитных потоков.

Во вторичной обмотке возникает электрический ток, который приводит в действие магнитоэлектрическую защелку. Сработавшая защелка воздействует на механизм, расцепляющий автомат и контактную систему.

Где применяются диф автоматы

Дифференциальный автомат может с успехом применяться в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Эти устройства способствуют значительному повышению уровня безопасности в процессе постоянной эксплуатации различных электроприборов.

Кроме этого, дифференциальные автоматические выключатели способствуют предотвращению пожаров, вызванных возгоранием изоляции токоведущих частей некоторых электрических приборов.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Дифавтомат: устройство, принцип работы, назначение

Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя. Благодаря этому данное изделие является достаточно популярным и широко применяется как в бытовых условиях, так и на производстве. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы дифавтомата.

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

Во-первых, данный электрический аппарат служит для защиты участка электрической сети от повреждения из-за протекания по нему сверхтоков, которые возникают при перегрузке или коротком замыкании (функция автоматического выключателя). Во-вторых, дифференциальный автомат предотвращает возникновение пожара и поражение людей электрическим током в результате возникновения утечки электричества через поврежденную изоляцию кабеля линии электропроводки или неисправного бытового электроприбора (функция устройства защитного отключения).

Устройство и принцип действия

Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:

На обозначении видно, что основными элементами конструкции дифавтомата является дифференциальный трансформатор (1), электромагнитный (2) и тепловой (3) расцепители. Ниже кратко охарактеризуем каждый из приведенных элементов.

Дифференциальный трансформатор имеет несколько обмоток, в зависимости от количества полюсов устройства. Данный элемент осуществляет сравнение токов нагрузки по проводникам и в случае их несимметричности на выходе вторичной обмотки данного трансформатора появляется так называемый ток утечки. Он поступает на пусковой орган, который без выдержки времени осуществляет расцепление силовых контактов автомата.

Также следует упомянуть о кнопке проверки работоспособности защитного аппарата «TEST». Данная кнопка подключается последовательно с сопротивлением, которое включается или отдельной обмоткой на трансформатор либо параллельно одной из имеющихся. При нажатии на данную кнопку сопротивление создает искусственный небаланс токов – возникает дифференциальный ток и дифавтомат должен сработать, что свидетельствует о его исправном состоянии.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с сердечником, который воздействует на механизм отключения.

Данный электромагнит срабатывает в случае достижения тока нагрузки порога срабатывания — обычно это случается при возникновении короткого замыкания. Данный расцепитель срабатывает мгновенно, за доли секунд.

Тепловой расцепитель осуществляет защиту электрической сети от перегрузки. Конструктивно представляет собой биметаллическую пластину, которая деформируется при протекании через нее тока нагрузки, превышающего номинальный для данного аппарата. При достижении определенного положения биметаллическая пластина воздействует на механизм отключения дифавтомата. Срабатывание теплового расцепителя происходит не сразу, а с выдержкой времени. Время срабатывания прямо пропорционально величине тока нагрузки, протекающего по дифференциального автомату, а также зависит от температуры окружающей среды.

На корпусе указывается порог срабатывания дифференциального трансформатора — ток утечки в мА, номинальный ток теплового расцепителя (при котором работает неограниченное время) в А. Пример маркировки на корпусе — С16 А / 30 мА.

В данном случае маркировка “С” перед значением номинала показывает кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (класс аппарата). Буква “С” указывает, что электромагнитный расцепитель сработает при превышении номинала 16А в 5-10 раз.

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

Область применения

Для чего применяют дифференциальный автомат, если существует два отдельных защитных аппарата (УЗО и автомат), каждый из которого выполняет свою функцию?

Основное преимущество дифавтомата — компактность. Он занимает меньше места на DIN-рейке в электрическом распределительном щитке, чем в случае установки двух отдельных аппаратов. Эта особенность особенно актуальная при необходимости установки в распределительном щитке нескольких устройств защитного отключения и автоматических выключателей. В данном случае посредством установки дифавтоматов можно значительно сэкономить место в распределительном щитке и соответственно уменьшить его размер.

Дифференциальный автомат широко применяется для защиты электропроводок практически повсеместно, как в быту, так и в помещениях другого назначения (в различных учреждениях, на предприятиях).

Дифавтомат ничем не уступает аналогичным по характеристикам УЗО и автоматическому выключателю, поэтому каких-либо ограничений в его применении нет. Данный защитный аппарат можно устанавливать, как на вводе (в качестве резервирующего), так и на отходящих линиях электропроводки для обеспечения пожаробезопасности, безопасности людей в отношения поражения электричеством, а также для защиты от сверхтоков.

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы дифавтомата. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Принцип работы дифференциального автомата. Shop220

Дифференциальный автомат является уникальным устройством, выполняющим и функции автоматического выключателя, и устройства защитного отключения. Дифференциальный автомат призван предотвратить поражение человека электрическим током при его соприкосновении с токоведущими частями либо по вине утечки электрического тока. Кроме того, данное устройство выполняет защиту электрической сети от коротких замыканий и перегрузок, выполняя, таким образом, функцию автоматического выключателя.

Все дифференциальные автоматы, включая дифференциальные автоматы Legrand, имеют уникальную конструкцию, которой и определяется их эффективная работа. Составляют такую конструкцию, как правило, две части, обладающие электрической и механической взаимосвязью.

Первая часть такого устройства представлена автоматическим выключателем, в комплектацию которого входят специальный механизм независимого расцепления и рейка сброса посредством внешнего механического усилия. В соответствии с типом дифференциального автомата он может быть оснащен двухполюсным или четырехполюсным автоматическим выключателем.

Вторая часть устройства представлена защитным модулем, предупреждающим поражение электрическим током. Данный модуль преобразует электрический ток, обеспечивает его усиление и механическое взаимодействие со специальной рейкой сброса выключателя. Питание такого модуля осуществляется за счет последовательного включения автоматического выключателя и модуля. Модуль укомплектован несколькими дополнительными устройствами: дифференциальным трансформатором, способствующим обнаружению остаточного электрического тока, и электронным усилителем, оснащенным катушкой электромагнитного сброса.

У всех моделей дифавтоматов присутствует специальная кнопка «Тест», посредством которой проверяется, как такое устройство будет функционировать в эксплуатации.

Принцип работы дифференциального автомата заключается в следующем. Сразу после монтажа устройства и подключения его в электрическую сеть соединенный с вторичной обмоткой датчика электронный усилитель начнет получать питание. При протекании электрического тока по силовым проводам модуля в магнитопроводе датчика будут наблюдаться противоположно следующие равные магнитные потоки. При повреждении изоляции возникнет дифференциальный ток, который равенство потоков нарушит. Результатом станет проведение напряжения в обмотке, прикладывающегося ко входу электрического усилителя. При достижении таким напряжением определенного значения, электрический усилитель открывается, и ток подается на катушку электромагнита сброса. Именно этим электромагнитом сброса сдергивается специальная защелка механизма независимого расцепления, ввиду чего контакты принудительно размыкаются.

 

Дифавтомат устройство и принцип работы. —  

• Дифавтомат устройство и принцип работы.
• Принцип работы дифавтомата, как работает дифференциальный автомат
• Дифференциальный автомат: назначение, устройство, схема подключения
• Что такое дифавтомат, для чего применяют, схемы, как подключить
• Принцип работы дифференциального автомата, его устройство и составные детали
• Принцип работы дифференциального автоматического выключателя
• конструкция, принцип работы, технические параметры
• Двигатель постоянного тока (DC)
• Трехфазные асинхронные двигатели — Принцип работы
• Что такое емкостный преобразователь? — Определение, принцип, преимущества, недостатки и применение
• Принцип работы двигателя постоянного тока

Дифавтомат устройство и принцип работы.

Приветствую Вас уважаемые гости и постоянные читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Начинаем очередную серию публикаций в рамках курса «Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы — подробное руководство», на этот раз посвященную дифференциальным автоматам. Начнем с рассмотрения устройства и принципа работы дифавтоматов.

Автоматический выключатель дифференциального тока или дифавтомат — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. Т.е. он позволяет защитить контролируемую цепь от токов перегрузки и токов короткого замыкания (функции автоматического выключателя) и от токов утечки (функции УЗО), позволяя защитить человека от возможного поражения электрическим током и предотвратить возможность возгорания в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки.

Конструктивно дифавтоматы изготавливаются из диэлектрического материала и имеют защелку для установки на DIN-рейку. Установка производится так же, как и установка УЗО.

Для однофазной сети 220В выпускаются двухполюсные дифавтоматы. К клеммам верхних полюсов подключается фазный и нулевой проводник питающей сети, а к зажимам нижних полюсов – фазный и нулевой проводник от нагрузки. При этом, в зависимости от марки производителя и серии они для своей установки на DIN-рейку могут занимать как два, так и более модулей.

Для трехфазной сети 380В выпускаются четырехполюсные дифавтоматы. К верхним клеммам подключаются три фазных провода и ноль со стороны питания. К нижним клеммам три фазных провода и ноль от нагрузки.

При установке на DIN-рейку четырехполюсные дифавтоматы занимают место больше четырех модулей, в зависимости от марки производителя. Т.е. полюсов для подключения проводов четыре, а занимаемое место в электрощите более четырех модулей, за счет блока дифференциальной защиты.

Применение двухполюсных дифавтоматов, которые при установке занимают два модуля, позволяет сэкономить место в электрощите и упростить монтаж, вместо отдельно установленных автоматического выключателя и УЗО (которые вместе занимают три модуля).

Мы помним из раздела, посвященного устройствам защитного отключения, что УЗО не защищает от сверхтоков и требует установки последовательно с ним автоматического выключателя.

При разветвленной проводке с большим количеством групп, экономия места в электрощите может быть довольно существенной. Однако, зачастую стоимость дифавтомата больше, чем стоимость отдельно установленных автомата и УЗО.

Конструктивно дифавтомат состоит из двух- или четырехполюсного автоматического выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифференциальной защиты. Подробно конструкцию и принцип работы автоматических выключателей и УЗО мы рассматривали в предыдущих разделах, ссылки на них внизу этой статьи.

Повторим вкратце основные моменты.

Модуль автоматического выключателя обычно устанавливается в фазные проводники и содержит тепловой расцепитель для защиты от токов перегрузки и электромагнитный расцепитель (катушку соленоида с подвижным сердечником) для защиты от токов короткого замыкания.
Принцип действия такой же, как и у обычного автоматического выключателя.

При возникновении тока перегрузки биметаллическая пластина нагревается проходящим через нее электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, приводит в действие механизм расцепления, размыкая защищаемую цепь.

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке соленоида магнитное поле перемещает сердечник, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты.

Для защиты силовых контактов дифавтомата от разрушающего действия электрической дуги, применяется дугогасительная камера.

Модуль дифференциальной защиты представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходит фазный и нулевой проводник (первичная обмотка) и обмотка управления (вторичная обмотка). В четырехполюсных дифавтоматах через дифференциальный трансформатор тока проходит три фазных проводника и нулевой.

В обычном режиме работы через фазный провод проходит ток к нагрузке, а через нулевой проводник от нагрузки, т.е. токи равны и направлены встречно. Геометрическая сумма токов равна нулю, наводимые ими магнитные потоки в обмотке трансформатора тока взаимно компенсируют друг друга, и результирующий магнитный поток равен нулю.

При возникновении тока утечки баланс токов нарушается, поскольку в фазном проводе вместе с током нагрузки протекает и ток утечки. Токи в фазном и нулевом проводниках наводят разные по величине магнитные потоки, их баланс нарушается и в тороидальном сердечнике трансформатора тока возникает разностный магнитный поток. Под действием разностного магнитного потока во вторичной обмотке управления возникает ток. Когда величина этого тока превысит пороговое значение, срабатывает механизм расцепления и силовые контакты дифавтомата отключаются от питающей сети.

Как и УЗО, модуль дифференциальной защиты дифавтоматов может быть электромеханическим или электронным. В электронных при возникновении утечки, ток в обмотке управления подается на плату электронного усилителя с катушкой электромагнитного сброса и через механизм расцепителя отключает силовые контакты дифавтомата от питающей сети.

Дифавтоматы с электронным модулем дифференциальной защиты, в отличие от электромеханических, могут потерять работоспособность при обрыве фазного или нулевого проводника со стороны питающей сети (подробно об этом смотрите видео работа УЗО при обрыве нуля), поскольку отсутствует питание, необходимое для работы платы усилителя.

Дифавтоматы некоторых производителей имеют встроенные индикаторы, которые позволяют определить причину срабатывания:

— дифавтомат сработал от перегрузки по току: тепловая защита или электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания;
— или сработал модуль дифференциальной защиты дифавтомата в результате утечка тока.

Если таких индикаторов нет, тогда в случае отключения дифавтомата, неясно что вызывало срабатывание – перегрузка по току, или дифавтомат сработал в результате возникновения тока утечки.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и если дифавтомат отключился, значит он исправен.

Более наглядно принцип работы смотрите в видео Дифавтомат устройство и принцип работы:

Интересные материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Принцип работы трехфазного УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

УЗО основные характеристики. Часть 1.

УЗО основные характеристики. Часть 2.

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Принцип работы дифавтомата, как работает дифференциальный автомат

Difference (англ.)- разница. Именно от этого слова произошло название «дифференциальный автомат», в этом случае имеется в виду разница между величинами входных токов в сети. Устройство, которое срабатывает в случае возникновения аварийной ситуации из-за несовпадения силы тока «туда и оттуда» и одновременно отключает фазу и ноль, называется дифференциальным автоматом.

Автоматический выключатель дифференциальный IEK АВДТ 32

Главным его предназначением и основным принципом работы является единовременное отслеживание возможного короткого замыкания (КЗ) и последующее отключение питания. Кроме этого, контролируется наличие токов утечки, в случае отклонения от нормы, производится обесточивание линии. Можно выделить несколько основных функций, выполняемых этим устройством:

1. Контроль значений токов, недопустимость КЗ и обесточивание линии при возникновении нештатной ситуации.
2. Отслеживание превышения максимально допустимых значений напряжения и отключение при возможной перегрузке (исключает возможность перегрева проводов и повреждение изоляции).
3. Проверка наличия токов утечки в связи с повреждением токоведущих или изоляционных составляющих.

Схема дифавтомата

Таким образом, дифференциальный автомат совмещает в себе два устройства и образует комплекс устройства защитного отключения (УЗО) и автомата защиты. Как и у всех универсальных устройств, у него есть свои сильные и слабые стороны.

Преимущества

• при условии правильного подключения, одним из главных преимуществ дифавтомата является безопасное для человека подключение к электрической сети;
• комплексное решение правильного совмещения УЗО и номинала по току;
• контроль и защита электрической сети от перепадов напряжения;
• компактное размещение;
• несложное подключение.

Недостатки

1. При отсутствии соответствующих флажков на определенных моделях дифавтоматов, отсутствует возможность определения причины срабатывания устройства, что делает устранение неисправности более сложным процессом.
2. Невозможность менять поломавшиеся составляющие дифференциального автомата по отдельности. К примеру, если выйдет из строя только УЗО или автомат, все равно придется менять все устройство. Таким образом, в случае поломки придется заплатить полную стоимость дифавтомата.
3. Ограниченность выбора. Не всегда нужная модель может оказаться в наличии, поэтому существует вероятность остаться без света на неопределенное время, необходимое для ее доставки.

Оптимальное применение дифавтомата

Для бытового размещения в простой сети с минимальным количеством подключенных электроприборов, рассчитанной на одного потребителя (например, на дачах) наиболее приемлемым вариантом будет установка дифавтомата вместо УЗО. Этим можно существенно улучшить защиту вашей сети от резких скачков напряжения.

Применение дифавтомата будет достаточно эффективным в случае, если сеть периодически подвержена воздействию влаги (баня, подвальные помещения, уличное освещение) и нуждается в мощном потреблении электроэнергии.

Если нет возможности поставить дифавтомат, можно заменить его связкой устройств УЗО+ двухполюсной автомат. По функционалу это практически то же самое, разница лишь в более сложном подключении.

Характеристики и выбор дифавтомата

Выбирая устройство, прежде всего надо определиться с выбором места его установки, и уже после этого подбирать дифференциальный автомат с техническими характеристиками, соответствующими вашим требованиям.

Кроме того, необходимо точно знать напряжение сети, в которой будет устанавливаться устройство. В зависимости от его величины (напряжения), существуют разные типы дифавтоматов. Различить их можно по надписям на корпусе устройства, рядом с отметкой о частоте тока( 50 Гц).

Номинал, равный сечению провода, следит за недопустимостью превышения током нагрузки допустимых показателей, а в случае отклонения от нормы, отключает питание.

Различаются дифавтоматы и по типу электромагнитного расцепителя, в зависимости от величины пускового тока они могут быть разной чувствительности:

B — предназначена для работы с превышениями норм от 3 до 5 раз. Этот вариант наиболее приемлем в случаях минимальной нагрузки на сеть, его часто устанавливают на дачах;

С — максимальная перегрузка колеблется в интервале от 5-10 раз. Оптимальное место установки – жилые квартиры и дома;

D — отключение происходит, если номинал превышен в 10-20 раз. В основном устанавливаются на предприятиях, фабриках или офисных помещениях, требующих больших энергозатрат.

Автоматический дифференциальный выключатель в разрезе

Еще один параметр, на который стоит обратить внимание при выборе такого устройства – это отключающий дифференциальный ток и его класс. Обычно для потребительских сетей используют дифавтоматы с номиналом тока утечки 10 мА (линия с единственным потребителем) или 30 мА (более распространенные устройства, применяемые для нескольких потребителей).

Немаловажной характеристикой защитного устройства является и его класс ограничения силы тока, а также номинальная отключающая способность. В случае резких перепадов напряжения или максимальной сетевой нагрузки, необходимо понимать, насколько быстро отреагирует защитное устройство на нештатную ситуацию. Именно это показывает класс токоограничения дифавтомата, в зависимости от класса (по нарастающей от 1 до 3), устройство отключает электропитание в случае аварии. Предпочтение отдается дифавтоматам 3 класса, как самым быстродействующим. К сожалению, стоимость такого устройства будет гораздо выше подобных дифавтоматов более низкого уровня.

Эксплуатационные условия

Основные модели дифференциальных автоматов довольно чувствительны к погодным условиям и предполагают эксплуатацию при температурах от -7°C до +30°С. В случаях, когда дифференциальный автомат будет расположен на улице, в неотапливаемом здании, а также в помещениях с резкой сменой температур или периодическим посещением, необходимо выбирать модели защитных устройств, устойчивые к минусовым температурам. На внешнем корпусе такого устройства производители ставят специальный значок в форме снежинки, обозначающий, что данный дифавтомат будет корректно работать даже при очень низких температурах (до -30°С). Цена таких устройств тоже будет значительно выше стоимости обыкновенных моделей.

Дифференциальный автомат IEK ВД1-63

Как подключить защитное устройство

В верхней части корпуса дифавтомата находятся юстировочные винты и контактные пластины для подсоединения фазы и нуля, идущих со счетчика. Снизу расположены контакты для подключения самой линии.

Подключить устройство непосредственно в электрическом шкафу тоже довольно просто. Единственный нюанс – по окончании сборки необходимо дополнительно, с максимальным усилием, закрепить контакты. Делается это потому, что обычно применяются медные провода, а, как известно, медь довольно мягкий металл.

Наиболее популярная схема подключения

Схема подключения дифавтомата на входе

Существует несколько способов подключения дифавтомата. Наиболее востребованной стала схема с установкой устройства сразу после счетчика – на входе. Преимущество такого подключения состоит в том, что в случае возникновения аварийной ситуации, отключение электропитания будет произведено по всем потребителям одновременно. Недостаток состоит в том, что из-за полного обесточивания становится довольно сложно определить, где именно случилась поломка. Эта проблема решается установкой после основного дифавтомата отдельных защитных устройств для каждой группы потребителей. В этом случае, существует возможность поочередного включения и определения причины поломки после срабатывания защиты.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Дифференциальный автомат: назначение, устройство, схема подключения

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель. Профессионалы рекомендуют использовать дифференциальные автоматические выключатели в обязательном порядке при устройстве или реконструкции проводки.

Каково назначение дифференциальных автоматов, по каким параметрам выбирается и какова его схема подключения – ответы на эти вопросы постараемся дать ниже.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.

Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:

• короткого замыкания;
• перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
• утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальное крепление для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления — вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

При перегреве в модуле автоматического выключателя срабатывает биметаллическая пластина и размыкает автомат.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

• Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
• Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
• Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
• Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
• Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» — 1 к самому «быстрому» — 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых на линии дифференциального автомата электрических приборов. Выбираем дифавтомат ближайший по номиналу. Ниже приведена таблица зависимости номинала дифавтомата от мощности нагрузки для сети 220 В.

Внимание! Электрические провода должны быть правильно подобраны, исходя из мощности нагрузки.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

На данный момент в продаже имеются дифавтоматы с двумя типами расцепителя:

• Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
• Электромеханический — не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
3. Подключение проводника.
4. Затягивание винта.
5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

Что такое дифавтомат, для чего применяют, схемы, как подключить

Из статьи вы узнаете, что такое дифавтомат и для чего применяют, какие бывают, устройство и принцип действия устройства, принципиальная схема, расшифровка обозначений на корпусе, как подключить.

Безопасность – это важно

При проектировании и прокладке низковольтной электрической сети одной из главных задач для специалистов является защита от коротких замыканий и обеспечение максимального уровня безопасности.

Для ее решения применяются специальные устройства, одним из которых является дифференциальный автомат (дифавтомат).

Ниже рассмотрим следующие вопросы:

• Что это за изделие?
• Для чего применяют, и какие виды дифавтоматов бывают?
• Из каких элементов он состоит, и как работает?
• Как расшифровать обозначения и подключить дифавтомат?
• В чем причины срабатывания?

Определение дифавтомата

Дифференциальный автомат — защитное устройство, которое устанавливается в низковольтной сети для обеспечения ее комплексной защиты.

В одном аппарате объединяется две функции — автоматического выключателя (отсечки) и УЗО.

Благодаря расширенным возможностям, изделие пользуется широким спросом в быту и на производстве.

Сфера применения

Дифавтомат применяется для решения следующих задач:

• Защиты определенного участка сети от протекания повышенных токов, возникающих в случае КЗ или перегрузки.
• Предотвращения пожара или попадания людей под действие напряжения из-за появления утечки, возникающей по причине некачественной изоляции проводов или выхода из строя бытовых приборов.

В первом случае дифференциальный автомат работает как автоматический выключатель, а во втором — как УЗО (устройство защитного отключения).

Какие виды бывают?

Дифференциальный автомат — универсальный аппарат, который может с легкостью применяться в одно-, так и трехфазных сетях.

В первом случае используются изделия с двумя полюсами, а во втором — с четырьмя.

Конструктивные особенности, принцип действия и схема дифавтомата

Рассматривая обозначение устройства по ГОСТ, несложно выделить конструктивные элементы защитного аппарата.

К основным стоит отнести:

• Дифференциальный трансформатор;
• Группа расцепителей (тепловой и электромагнитный).

Каждый из элементов выполняет определенные задачи. Рассмотрим их подробнее.

Дифтрансформатор — устройство с несколькими обмотками, число которых напрямую зависит от количества полюсов.

В его задачу входит сравнение нагрузочных токов в каждом из проводников. В случае расхождения показателей появляется ток утечки, который направляется в пусковой орган.

Если параметр выше определенного уровня устройство отключает электрическую цепь посредством разделения силовых контактов дифавтомата.

Для проверки работоспособности предусмотрена специальная кнопка, чаще всего подписываемая, как «TEST». Она подключена через сопротивление, которое подключается двумя способами:

• Параллельно одной из существующих обмоток;
• Отдельной обмоткой на трансформатор.

После срабатывания кнопки пользователь искусственно формирует ток небаланса. Если дифавтомат исправен, он должен отключить цепь. В противном случае делаются выводы о неисправности аппарата.

Следующий элемент дифавтомата — электрический расцепитель. Конструктивно он имеет вид электрического магнита с сердечником.

Назначением элемента является воздействие на отключающий механизм. Срабатывание электромагнита происходит при увеличении нагрузочного тока выше установленного уровня.

Чаще всего это бывает при появлении КЗ в низковольтной сети. Особенность расцепителя заключается в срабатывании без выдержки времени. На отключение питания уходят доли секунды.

В отличие от электромагнитного, тепловой расцепитель защищает не от КЗ в цепи, а от перегрузок. В основе узла лежит биметаллическая пластинка, через которую протекает нагрузочный ток.

Если он выше допустимого значения (номинального тока дифавтомата), происходит постепенная деформация этого элемента. В определенный момент пластина из биметалла постепенно изгибается.

В определенный момент она воздействует на отключающий орган защитного устройства. Задержка времени теплового расцепителя зависит от тока и температуры в месте установки. Как правило, эта зависимость имеет прямо пропорциональный характер.

На кожухе дифавтомата прописывается нижний предел (указывается в мА). Кроме тока утечки, указывается и номинальный ток расцепителя. Более подробно о маркировке аппарата поговорим ниже.

Как расшифровать обозначения на корпусе?

Выше уже отмечалось, что на корпусе дифференциального автомата можно найти всю необходимую информацию.

Изучив основные параметры, легче принимать решение — подходит ли прибор под решения конкретных задач.

К наиболее важным обозначениям стоит отнести:

• АВДТ — аббревиатура, сокращенный вариант полного названия («автоматический выключатель дифференциального тока»).
• С25 — номинальный параметр тока. Здесь C — характеристика зависимости времени и тока, а 25 — предельный ток дифавтомата, превышение которого недопустимо.
• 230 В — номинальное напряжение, при котором допускается применение аппарата (для бытовой сети).
• In 30mA — параметр тока утечки. При достижении 30 мА работает УЗО.
• Специальный знак, который подтверждает наличие функции УЗО и тип АВДТ. По наличию обозначения делается вывод о способности дифференциального автомата реагировать на постоянный или переменный пульсирующий ток.

Также на корпусе защитного изделия нанесена принципиальная схема. Обычному обывателю она может ничего не рассказать, поэтому на нее не обязательно обращать внимание.

Также на внешней части устройства предусмотрена кнопка «ТЕСТ», необходимая для периодического контроля исправности устройства в части УЗО. Об особенностях проверки с помощью этого элемента мы уже говорили выше.

Как подключить устройство?

Перед тем как подключить дифавтомат, стоит разобраться с типом электрической проводки.

Здесь возможны следующие варианты:

• Тип сети — однофазная или трехфазная. В первом случае номинальное напряжение составит 220 Вольт, а во втором — 380.
• Наличие заземления — существуют сети с заземлением или без него.
• Место для монтажа. Чаще всего АВДТ устанавливается в квартире, но возможен монтаж на каждую отдельную группу проводников.

С учетом рассмотренных условий необходимо определиться, как подключать защитный аппарат. Стоит помнить, что дифавтомат может иметь ряд конструктивных отличий.

Рассмотрим основные способы подключения в щитке:

1. Простейший вариант. Популярный способ — установка одного дифференциального автомата, который защищает всю цепочку. При выборе такого варианта желательно покупать дифавтомат с большим номинальным током, чтобы учесть нагрузку всех потребителей в квартире. Главный минус схемы заключается в сложности поиска места повреждения при срабатывании защиты. По сути, проблема может скрываться на любом из участков проводки.В приведенной схеме видно, что «земля» идет отдельно и объединяется с шиной заземления. К ней же подключаются все проводники (PE) от электрических приборов. Ключевое значение имеет подключение «нуля», который выведен из дифавтомата. Его объединение с другими «нулями» электрической сети запрещено. Это объясняется разницей величин токов, проходящих по каждому из нулевых проводников, из-за чего дифференциальный автомат может срабатывать.
2. Надежная защита. Это улучшенный вариант подключения защитного аппарата, благодаря применению которого удается повысить надежность сети и упростить задачу поиска повреждения. Особенность заключается в монтаже отдельного дифавтомата на каждую группу проводов. Следовательно, защитный аппарат будет работать только в той ситуации, когда проблема возникнет на контролируемом участке цепи. Другие участки продолжат работать в обычном режиме. В отличие от прошлой схемы, найти неисправность в случае КЗ, появления утечки или перегрузки в сети много проще. Но имеется и недостаток — большие финансовые затраты, связанные с необходимостью покупки нескольких дифавтоматов.
3. Схема без заземления. Рассмотренные выше варианты подключения дифавтомата подразумевают наличие защитной «земли». Но в некоторых домах или на дачном участке контур заземления отсутствует вовсе. В таких сетях применяется однофазная сеть, где присутствует только фаза и «ноль». В этой ситуации защитный аппарат (АВДП) подключается по другому принципу. Если у вас в низковольтной сети также нет «земли», перед установкой дифавтомата желательно полностью поменять проводку в доме. В противном случае в сети может быть ток утечки, из-за которого будет срабатывать УЗО.
4. Схема для 3-х фазной сети. В случаях, когда требуется монтаж дифференциального аппарата в цепи тремя фазами (например, в современной квартире, в доме или в гараже), требуется соответствующий АВДП. Принципа построения здесь такой же, как и в прошлом случае. Разница в том, что на входе и на выходе нужно подключать четыре жилы.

По каким причинам может сработать дифавтомат?

В процессе эксплуатации защитного устройства важно понимать, в каких случаях оно может сработать.

С учетом этих нюансов стоит принимать решение о причине проблемы (короткое замыкание, ток утечки и прочие).

Рассмотрим каждый из вариантов более подробно:

Срабатывание без нагрузки.

В старых домах с плохой проводкой имеют место серьезные проблемы с изоляцией.

Последняя изношена и высок риск появления токов утечки, величина которых может меняться с учетом многих параметров — наличия рядом животных уровня влажности и так далее.

В такой ситуации АВДП может срабатывать ложно.

Причиной проблемы может быть:

• Поврежденная изоляция;
• Наличие скруток;
• Просчеты в расположении распредкоробок;
• Электрофурнитура.

Для выявления причины требуется ревизия проводки. Начинать необходимо с диагностики места повреждения.

Например, если дифавтомат выбивает при включении лампочки, проблему необходимо искать в осветительной цепи.

Если АВДП срабатывает после подключения какого-то либо устройства в розетку, стоит убедиться, что это устройство исправно.

При замыкании «нуля» и «земли».

Если по какой-либо причине провода N и PE касаются друг друга, высок риск срабатывания дифференциального автомата. Распространенные места замыканий — в распредкоробке или в коробе под розетку.

Читайте по теме — эффективные способы защиты электроприборов с помощью специальных устройств.

Логика срабатывания построена на принципе действия устройства. Если «ноль» и «земля» объединены, ток разделяется между двумя проводниками. Соответственно, в дифтрансформаторе нет равенства токов, и он воспринимает этот факт, как утечку.

С проблемой часто сталкиваются начинающие мастера, которые не имеют должного опыта в вопросе обслуживания дифавтомата.

1. В момент включения нагрузки. Если АВДП работает при подключении нагрузки, проблему необходимо искать в изоляции. Использовать проводку при такой неисправности небезопасно, поэтому рекомендуется вызвать специалиста и разобраться с проблемой. Если же ее игнорировать, высок риск попадания под напряжение кого-либо из членов семьи или возникновения пожара.
2. При скачках напряжения. Логика дифавтомата построена таким образом, что отключение может происходить в случае повышения напряжения. Правда, такой опцией обладают не все устройства, а только имеющие электронную схему. Кроме того, защита может работать при КЗ внутри потребителя, ведь дифавтомат умеет отключаться при таком виде аварии.

Читайте по теме — как действует электрический ток на организм человека.

Итоги

Дифференциальный автомат — полезное устройство, способное защитить от КЗ и токов утечки в низковольтной сети.

Для его правильного применения важно знать правила подключения и эксплуатации, а также особенности диагностики неисправности в случае срабатывания аппарата. Полезно почитать — как выполнять монтаж электропроводки в деревянном доме.

Принцип работы дифференциального автомата, его устройство и составные детали

Дифференциальный автомат является совокупностью двух приборов совмещенных в одном корпусе. Первый – это автоматический выключатель, защищающий от токов короткого замыкания и перегрузок. Второй – устройство защитного отключения (УЗО), предохраняющее от поражения человека электротоком и от пожара из-за повреждения изоляции проводников. Принцип работы дифавтомата основывается на тех же методах и способах защиты, которые используются в автоматических выключателях и УЗО.

Составные части дифавтомата

Дифференциальные автоматы производятся двух или четырехполюсными. Двухполюсные устройства работают в однофазной электросети, четырехполюсные – в трехфазных сетях.

Стандартизация и унификация привела к тому, что практически все дифференциальные автоматы выпускаются в виде модулей определенных размеров с креплением, рассчитанным для монтажа на DIN-рейку.

Двухполюсный автоматический выключатель дифференциального тока представляет собой прибор состоящий из:

• устройства включения и отключения электрического тока;
• контактной группы;
• дугогасящей камеры;
• токовых расцепителей.

Четырехполюсные дифавтоматы имеют такое же устройство, как и двухполюсные, только контролируют три фазы вместо одной. При срабатывании токовых расцепителей в любой фазе отключаются все три.

Группа включения-выключения

Устройство включения/отключения представляет собой систему рычагов и пружин, которая обеспечивает быстрое срабатывание (замыкание/размыкание контактов) независимо от скорости перевода рычага автомата в ручном режиме в положение включено/выключено.

При срабатывании расцепителей оно также быстро размыкает контакты. Это необходимо для того, чтобы избежать образования дуги и преждевременного выгорания контактов. Конструкция устройства такова, что при любом состоянии дифференциального автомата, переключение происходит за счет энергии заранее взведенной пружины.

Контакты и дугогасящая камера

Контактная группа представляет собой систему подвижных и неподвижных контактов, которые соединены с выходными клеммами дифференциального автомата.

Для увеличения износостойкости и уменьшения переходного сопротивления контактов, некоторые производители покрывают их металлокерамикой. В качестве металла используется серебро, как имеющее наименьшее удельное сопротивление. Для более надежного контакта, они подпружиниваются.

Дугогасящая Камера изготавливается из фибры. Внутри находятся металлические пластины, которые рассекают дугу, распределяют в пространстве, уменьшая тем самым ее мощность.

Фибра при нагревании мгновенно выделяет газы, которые вызывают гашение дуги. Во избежания разрыва корпуса от избыточного давления, возникающего при гашении электрической дуги, в нем предусмотрены отверстия. Корпус изготавливается из негорючего пластика.

Токовые расцепители

В дифференциальном автомате имеется три токовых расцепителя, действующих от превышения каких-либо значений тока, и механический, который осуществляет включение/отключение автомата за счет давления на внешний рычаг. Действие дифавтомата как раз и основывается на работе этих расцепителей.

Электромагнитный

Электромагнитный расцепитель по сути является соленоидом. Принцип действия заключается в следующем. Когда проходящий через катушку ток превышает определенное пороговое значение, магнитный сердечник втягивается, давит на рычаг, тот освобождает пружину, которая мгновенно разъединяет контакты.

Это пороговое значение называется током отсечки. Такой тип защиты мгновенного действия используется для предохранения от короткого замыкания.

По превышению отсечки в сравнении с номинальным током, дифференциальные автоматы делятся на несколько классов. Наиболее распространенные: В (3-5 кратное превышение от номинала), С (в 5-10 раз), D (в 10-20 раз больше номинала).

Тепловой

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, обвитую изолированным проводом. При длительном превышении номинального тока провода греются, нагревают пластину.

При достижении определенной температуры пластина изгибается и давит на рычаг, который освобождает предохранительную планку. Та в свою очередь позволяет пружине разомкнуть контакты. Здесь проявляется тепловое действие тока.

Расцепитель настроен таким образом, что начинает срабатывать при превышении номинала в 1,2 раза. При таком превышении он может сработать, примерно, через час.

Если превышение больше, то срабатывание происходит значительно быстрее. Такая защита не позволяет отключаться автомату при запуске электродвигателя, когда кратковременные пусковые токи в несколько раз превышают номинальный. Ее еще называют защитой от перегрузок.

Дифференциальный

Расцепитель дифференциального типа срабатывает при различии тока, проходящего через нулевой и фазовый проводники свыше определенного значения, называемого током уставки или отключения.

Он состоит из измерительной части (трансформатора тока) и исполнительной (поляризационного реле).

Первичной обмоткой является фазовый и нулевой проводники, проходящие сквозь кольцо магнитопровода. Для увеличения индукции первичную обмотку делают многовитковую.

Выводы вторичной обмотки подсоединяются к управляющим контактам поляризованного реле. При наведении в ней электродвижущей силы, реле размыкает контакты дифференциального автомата.

При отсутствии токов утечки суммарное поле будет равно нулю, и во вторичной обмотке ток не наведется. Если нарушается изоляция проводников или человек случайно касается оголенного провода находящегося под напряжением, возникает разность токов в фазном и нулевом проводниках.

Это приводит к наведению ЭДС во вторичной обмотке, которая посредством поляризованного реле размыкает контакты дифференциального автомата.

Для защиты человека от электротока применяется уставка 10 мА или 30 мА. Для предотвращения пожара от повреждения изоляции уставка обычно составляет 100 мА или 300 мА.

В дифавтомате все расцепители действуют на один и тот же рычаг сложной формы, только точки приложения разные. Рычаг освобождает планку, удерживающую размыкающую пружину.

Проверка работы

Чтобы проверить, как работает система защиты от токов утечки, в дифференциальных автоматах устанавливают резистор и последовательно с ним кнопку «тест». Эта цепочка включается в обход трансформатора тока. Один конец подсоединяется к нулевому проводнику перед навивкой на ферромагнитное кольцо.

Второй подключается к фазе на выходе из магнитопровода трансформатора. При нажатии кнопки ток начинает течь через сопротивление, минуя трансформатор.

Таким способом моделируется утечка в линии. Если прибор исправен, то он должен отключиться.

Для правильного функционирования дифференциальные автоматы необходимо применять в линиях с глухо заземленной нейтралью. Корпуса оборудования и устройств, находящихся под защитой дифференциального автомата должны быть надежно заземлены.

Принцип работы дифференциального автоматического выключателя

Алгоритм действия дифференциальных выключателей строится на обеспечении надёжной защиты от возможных токов утечки. Например, в случаях косвенного касания с токопроводящими элементами или в моменты замыкания токоведущих частей на корпус. К выбору защитного устройства следует отнестись ответственно. Согласны?

Мы расскажем, как грамотно подобрать дифференциальный автоматический выключатель, наделенный расширенным защитным функционалом. В представленной нами статье детально описаны разновидности устройства, способного предотвратить массу угрожающих ситуаций. Даны ценные рекомендации будущим покупателям.

Содержание статьи:

Работа устройства дифференциального тока

Рассматривая стандартную конструкцию УЗО (УДТ), следует особо выделить три главных модуля:

1. Трансформатор тока суммирующий.
2. Расцепитель-преобразователь.
3. Устройство блокировки коммутирующих элементов.

Токоведущие проводники текущей схемы подключаются на контакты суммирующего трансформатора. Учитывая закон Ома, согласно которому сумма всех токов даёт нуль, магнитное действие токоведущих проводников трансформатора взаимно компенсируется.

Магнитного поля, вызывающего за счёт эффекта индукции появление напряжения вторичной обмотки трансформатора, не образуется. Такое состояние соответствует нормальным условиям прохождения тока в схеме.

Прибор УДТ: 1 – контакты входной цепи; 2 – контакты выходной цепи; 3 – кнопка взвода; 4 – замыкающие контакты; 5 – трансформатор суммирующий; 6 – вторичная обмотка; 7 – устройство слежения; 8 – кнопка «тест»; 9 – тестовый проводник

Однако формирование даже небольшого тока утечки этот баланс нарушает. Область сердечника трансформатора оказывается под действием остаточного магнитного поля. Как результат – вторичная обмотка выдаёт напряжение.

Естественным образом срабатывает расцепитель, преобразующий электрическую величину в механическое действие. Далее срабатывает блокирующее устройство дифференциального тока.

Подобная техника защиты характеризуется как высокоуровневая, потому что разрыв цепи осуществляется независимо от напряжения сети или напряжения вспомогательного источника энергии. Именно такой принцип действия на 100% гарантирует срабатывание защиты в любых обстоятельствах.

Конструкция каждого выключателя дифференциального тока, как правило, оснащается тестовой клавишей. Так называемая «контрольная кнопка» специально выведена на фронтальную панель устройства, чтобы пользователи могли проверять эксплуатационную готовность защитного устройства.

Тестовая кнопка используется с целью проверки работоспособности устройства. Обычное применение кнопки – после первой установки прибора и запуска в работу, а также в рамках технического обслуживания

Если клавишу «Тест» нажать, механизм устройства искусственно формирует ток утечки. В этом случае исправный прибор обязательно срабатывает. Обычно кнопкой «Тест» пользуются сразу после установки автомата в схему, при первом подключении электричества. В последующем тестируют по графику, примерно один раз в квартал.

Виды приборов защитного отключения

Разнообразие автоматических дифференциальных выключателей впечатляет. Благодаря такому разнообразию открываются возможности организации эффективной защиты в проектах любого назначения. Рассмотрим несколько примеров конструктивного исполнения УЗО, чтобы оценить все существующие преимущества.

Устройства стандартного исполнения

Основное назначение стандартных приборов, к примеру, серии F, FH – защита обслуживающего персонала. Прямой/непрямой контакт с элементами оборудования, находящимися под напряжением, риск поражения электротоком – подобные ситуации сводятся к нулю, когда применяются выключатели серии F, FH.

Прибор из серии устройств защитного отключения известной компании ABB, выпускаемый серией F и FH. Изделие из категории экономичных, но вполне эффективных продуктов

Оптимальный выбор для применения в схемах бытовой и коммерческой сферы. Приборы также обеспечивают , если существуют риски возгорания кабелей в условиях долговременного воздействия тока утечки.

Этот вид устройств рассчитан для внедрения в сетях переменного тока при минимальных уровнях высоких гармоник и отсутствии постоянного напряжения. Ток нагрузки 16 – 63А, запас механической цикличности – 20000.

Ещё один пример стандартных селективных устройств – серия DS фирмы ABB. Они разработаны для установки и эксплуатации в схемах однофазных сетей. С ознакомит статья, прочитать которую мы очень советуем.

Назначение автоматических выключателей дифференциального тока серии DS – под организацию защитных схем против перегрузок и КЗ. Модули обеспечивают чёткую работу защитных функций на случайное прикосновение к токоведущим линиям или элементам оборудования.

Устройство селективного действия – продукт производства фирмы ABB. Изделия, подобные серийным модулям DS, показали долговременную безупречную работу на практике и поэтому пользуются спросом

Отличительная черта серийной разработки DS – наличие визуально определяемой индикации, сигнализирующей наличие тока утечки. Это одна из тех конструкций защитного устройства, благодаря которой имеется возможность предупреждать возгорание, сигнализировать о нарушении электрической изоляции. Допустимая нагрузка 6 – 40А. Цикличность – 20000.

«Домашний» дифференциальный выключатель серии АД, БД – продукт немецкой компании «Schneider Electric», был разработан, в первую очередь, для внедрения в состав бытовых электросетей.

Главное предназначение – исключение поражения физического тела электрическим током. Также этот вид защитных устройств вполне эффективно и оперативно защищает электрооборудование, кабели, технику.

Серия приборов специально разработанных для применения в сетях домашнего (квартирного) назначения. Проектировался этот вид дифференциальных выключателей немецким производителем «Schneider Electric»

Чувствительность автомата на предмет прямых (косвенных) контактов с частями электрооборудования под напряжением соответствует нормативу (30 мА). Стандартная чувствительность (100 – 300 мА) обеспечена и на случай определения токовой утечки в результате возгораний. Удачное решение для и служебных помещений.

Дифференциальные автоматы-моноблоки

Комплексно функционируют устройства-моноблоки, и в этом их главное отличие от стандартных разработок. Охватывают весь спектр защитных функций, которыми должны обладать современные приборы защиты. Правда устройства стандартного исполнения также обеспечивают пользователей широкой функциональностью.

Ярким примером автоматических выключателей дифференциального тока, действующих в комплексной функциональности, являются продукты всё той же компании «Schneider Electric». В частности, модели серии «Multi» – выключатели нагрузки селективного и мгновенного действий.

Ещё один вариант эффективных и надёжных устройств, разработанных в рамках проектов под названием «Multi». Приборы обладают широким спектром свойств, обеспечивающих защитные функции

Автоматы, в зависимости от модели, предназначены для установки в составе распределительных сетей административных (хозяйственных) зданий промышленных производств.

Эти УДТ обеспечивают разрыв цепей при токах утечки от 10 до 500 мА. Конструктивная особенность – возможность регулировки на исключение случайных срабатываний (грозовые разряды, пробой через слой пыли и т. п.).

Защитники от импульсных перенапряжений

Пожалуй, отдельным видом приборов следует считать и конструкторские разработки, подобные автоматическим выключателям, исполнение которых предусматривает защиту против импульсных перенапряжений.

Как правило, этот вид устройств наделяется сверхвысоким быстродействием, уровнем чувствительности 10 – 30 мА на случай срабатывания по факту прикосновения к токоведущим поверхностям. Эти же автоматы гарантируют надежную защиту оборудования от сверхтоков.

Устройства, разработанные под использование в цепях, где существует риск возникновения перенапряжений импульсного характера. Отличаются несколько продвинутой функциональностью

Диапазон номинальных токов обычно составляет здесь 6 – 63А при напряжениях 230 – 440 вольт. Коммутационная способность достигает значения 4500А. Конструктивно выпускаются под запитывание через 2 или 4 полюса.

Из той же серии, но несколько модифицированными видятся выключатели с характеристикой «А». Наглядный пример – серия АД12М, где отмечено расширение защитной функциональности. Среди дополнений – функция отключения на случай повышения сетевого напряжения свыше 265 вольт в течение 0,3 секунды.

Следует также отметить, что приборы, наделённые характеристикой «А», имеют существенные отличия от исполнения дифференциальных автоматов с характеристикой «АС». Первый вариант способен реагировать на постоянно-пульсирующий дифференциальный ток и на ток синусоидальной формы.

Мобильные устройства защитного отключения

Промышленность (зарубежная и отечественная) выпускает ещё одну разновидность автоматических дифференциальных выключателей в конструктивном исполнении мобильного типа. То есть речь идёт о переносных устройствах, управляемых дифференциальным током.

Такое исполнение характерно для современных моделей переносного типа. Мобильные защитные устройства дифференциального тока рекомендованы для применения в жилом секторе

Такие мобильные модули выполнены в виде миниатюрного блока, который попросту вставляется в розетку бытового назначения. Между тем, этот вид устройств предназначается под использование внутри помещений, входящих в группу особо опасных (с повышенной опасностью).

Эти приборы нередко устанавливаются как дополнительные модули к уже существующим .

Этот же вид устройств – переносной конфигурации, рекомендуется применять в бытовых условиях для защиты детей и пожилых людей. Как известно, сопротивление тела молодого и старого организмов несколько отличается от той же величины организма человека среднего возраста.

Поэтому переносные УЗО выполнены конструктивно как приборы, имеющие повышенный уровень уставки срабатывания. Это значение настройки обычно не превышает 10 мА для устройств мобильного типа.

Переносные автоматы, к примеру, серии УЗО-ДП, рассматриваются оптимальной защитой для частной городской и загородной недвижимости – коттеджей, дачных построек, гаражей и т.п.

Маркировка УЗО (УДТ) на корпусе приборов

Нужно заметить, что корпусная характеристика (обозначения на корпусе) современных устройств показывает практически полную информацию относительно электромеханических и температурных параметров приборов.

Вся информация о рабочих характеристиках, сфере применения и даже об оптимальном варианте подключения нанесена на корпус защитного устройства в виде четкой, легко читаемой маркировки

По сути, пользователю даже нет необходимости обращаться к сопроводительной документации, так как, зная обозначения, все сведения можно получить прочтением информации с фронтальной части корпуса.

Среди обозначений рекомендуется изучить графику, показывающую характеристику автоматов относительно условий функционирования: «А», «В», «АС», «F», которая определяет чувствительность прибора к переменному и постоянному току разной формы.

Аббревиатурное же обозначение приборов часто отражает их типичную и серийную принадлежность. Например, «АД12М» – автомат дифференциальный, серийный номер – 12, модернизированный. Или так:  «ВД63» – выключатель дифференциальный, 63 серии.

Правда встречаются модели (как правило, импортные), имеющие несколько запутанную аббревиатуру, скажем – Fh400. Здесь: символ F – это серия устройства, H – вариант исполнения корпуса, 200  – серийный номер.

Или ещё пример: прибор, обозначенный аббревиатурой DS. Первый символ понятен без «перевода» – дифференциальный. Второй указывает на принадлежность устройства к разряду селективных устройств.

Вопрос выбора между требует детально изучения. Рекомендуем ознакомиться с материалом, разбирающим их отличия, специфику использования, а также преимущества с недостатками.

Как выбрать устройство дифференциального тока?

Выбирают устройства дифференциального тока аналогично тому, как делают это, к примеру, с автоматическими выключателями.

Выбор УДТ. При той обширной информации, что выводится на фронтальной панели модуля, выбирать приборы можно без затруднений непосредственно на месте приобретения

То есть выбор делается на основании традиционных критериев подбора электрооборудования подобного типа:

1. Цель применения.
2. Соответствие току нагрузки.
3. Критерий чувствительности на срабатывание.
4. Корпусное исполнение.

Для применения в условиях привычного быта обычно выбор приходится на однофазные приборы характеристики «АС» или «А». Для использования на бытовых сетях жилых строений лучше брать устройства чувствительностью 10-30 мА (на прикосновение) и 100 мА (пожарная защита и КЗ). Корпусное исполнение – максимально удобное под монтаж и в плане эксплуатации.

Следует отметить: устройство дифференциального тока монтируется всегда последовательно с автоматическим выключателем. Поэтому токовые характеристики обоих приборов должны совпадать либо номинальный ток УДТ должен быть выше.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше интересной информации об устройстве, видах и принципе работы диффавтоматов можно узнать из следующего видеоролика:

Защитные устройства дифференциального тока фактически являются автоматическими выключателями, дополненными чувствительной системой определения токовой утечки.

Подобными приборами в обязательном порядке необходимо оснащать электросети, исполнение которых сопряжено с риском контакта людей и токоведущих частей оборудования. Схемы современного исполнения по умолчанию предполагают внедрение УДТ.

Хотите рассказать о том, как подбирали дифференциальный выключатель для защиты домашней или дачной сети? Располагаете полезной информацией по теме, которой стоит поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме, размещайте фото и задавайте вопросы.

конструкция, принцип работы, технические параметры

Автоматические выключатели способны обеспечить безопасность проводки, поддерживая условия, влияющие на работоспособность приборов. Однако эти устройства не могут защитить людей и животных от поражения электротоком при случайном касании к токоведущим частям подключённого оборудования. Дифференциальный автомат сочетает в себе функции автоматического выключателя нагрузки и УЗО. Он чувствителен не только к перегрузкам, но и к току утечки, что позволяет применять его для защиты людей от опасного напряжения.

Отключение питания дифавтоматом происходит за доли секунды (менее 0,04 с) после изменения параметров дифференциальных токов. За это время человек, попавший под напряжение, не успевает получить серьёзную травму, находясь под защитой автомата. Так же быстро расцепитель срабатывает при возникновении условий, соответствующих короткому замыканию, либо в результате других аварийных ситуаций, угрожающих разрушением электропроводки.

Назначение

Дифференциальные автоматы разрабатывались с целью комплексной защиты от опасных напряжений:

• человека, случайно коснувшегося оголенного провода или других токоведущих элементов различных электрических приборов;
• электрооборудования и бытовых приборов от перегрузок и сверхтоков, возникающих при КЗ;
• электрической проводки, оказавшейся под перенапряжениями в локальных электрических сетях.

Благодаря компактным габаритам и удобным крепёжным приспособлениям, упрощающим монтаж в электрическом щитке, эти устройства активно применяются в домашних сетях, офисных и производственных помещениях. Современные дифференциальные автоматы обладают функциями защиты, которые есть как у автоматических выключателей, так и в УЗО.

Сегодня всё чаще дифференциальные автоматы устанавливаются для защиты электрооборудования и людей в однофазных сетях (рисунок 1), так и в цепях с трёхфазным питанием. При этом контакты дифавтомата защищены дугогасительными камерами, поэтому способны выдерживать многократные коммутации в диапазоне номинальных напряжений, поддерживаемых в однофазных и трехфазных сетях.

Рис. 1. Дифференциальный автомат для однофазной сети

Несмотря на многофункциональность данного электромеханического устройства, его не целесообразно устанавливать в сетях со старой электропроводкой. Дело в том, что в случае утечки электрического тока, имеющей место в цепях с изношенной изоляцией проводов, работа дифференциального автомата, будет сопровождаться частыми защитными отключениями. По той же причине не рекомендуется установка дифавтомата для защиты линий с подключенными компьютерами.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно дифференциальный автомат сочетает в себе два устройства: автоматический выключатель и встроенный узел УЗО. Общий принцип построения дифференциального автомата прекрасно объясняет иллюстрация, показанная на рисунке 2. Обратите внимание на синюю кнопку «Тест». С её помощью в любое время можно проверить работоспособность автомата.

Рис. 2. Образное представление конструкции дифавтомата

В реальности эти устройства смонтированы в одном корпусе. У них имеется один рычаг управления, а размыкание контактов происходит под действием общего расцепителя. Разумеется, датчик срабатывания дифавтомата состоит из двух независимых механизмов: биметаллических пластин автоматического выключателя и дифференциального устройства УЗО.

Дифавтомат в разрезе показан на рис. 3.

Рис. 3. Конструкция дифавтомата

Защита цепей от перегрузок работает довольно просто. При значительном превышении допустимых величин номинальных токов или при длительной перегрузке линии происходит нагревание пластин. Одна из них выгибается, воздействуя на коромысло механизма расцепителя. Под действием пружины происходит резкое срабатывание защиты и контакты размыкаются. Для защиты от сверхтоков, возникающих при КЗ, применяется катушка токовой отсечки.

Рассмотрим более детально принцип работы модуля защиты УЗО. Для этого приведём пример структурной схемы дифференциального автомата (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема АВДТ

На схеме видно 2 взаимосвязанных узла: дифференциальный трансформатор (обозначен цифрой 3) и реле напряжения (4). Они образуют модуль дифференциальной защиты. В некоторых конструкциях дополнительно применяются электронные усилители с зависимым или с независимым питанием.

Дифференциальный трансформатор являет собой тороид с обмоткой. Сквозь него проходят силовые проводники (в данном примере их 2 – фаза и ноль). При протекании по ним токов нагрузки, образуются одинаковые по значению, но противоположно направленные магнитные потоки. При таких условиях они не могут наводить напряжения в обмотке трансформатора. Поэтому модуль дифференциальной защиты находится в стабильном равновесии и электричество свободно протекает сквозь замкнутые контакты.

Равновесие системы нарушается при появлении утечки в результате повреждения изоляции, пробивании на корпус и по другим причинам, включая прикосновение человека к токоведущим элементам, например к корпусу прибора, находящемуся под напряжением. В таких случаях возбуждаются обмотки трансформатора, а токи наводки поступают (обычно через усилитель с электронным модулем) на катушку магнитоэлектрического реле. Магнитное поле через якорь воздействует на шток, который запускает механизм расцепителя, в результате чего происходит молниеносное отключение участка защищаемой линии.

Защитный модуль реагирует появление дифференциального тока, а при его обнаружении процесс завершается защитным отключением. Порог срабатывания автомата задают путём регулировки уставок. В зависимости от конкретного предназначения дифавтомата его порог чувствительности может иметь разные значения. В частности, для защиты персонала, селективный дифавтомат должен среагировать при обнаружении дифференциального тока, величина которого не более 30 миллиампер.

Замыкание контактов выполняется внешним усилием на управляющий рычаг.

Обратим ваше внимание на одну важную деталь: трансформаторы тока возбуждаются только при утечке «на землю», например, при наличии защитного заземления. Это значит, что если человек попал под напряжение между проводом фазы и нейтралью (то есть, нет замыкания на землю) то прибор не сработает. Данное обстоятельство следует учитывать при обслуживании линий различных электросетей.

Аналогичная ситуация происходит при обрыве нулевых проводов или в случае отсутствия напряжения питания усилителя. Неисправность можно проверить кнопкой «Тест». Для обеспечения полной безопасности при выполнении ремонтных работ следует отключать дифференциальный автомат вручную, или вводный автомат.

Отличие дифавтомата от УЗО

Всякое устройство, предназначенное для защитного отключения, реагирует только на наличие дифференциальных токов, а дифавтомат отсекает ещё токи перегрузок и сверхтоки при КЗ. В этом главное отличие этих защитных аппаратов.

Визуально дифференциальный автомат от УЗО трудно отличить. У них одинаковые корпуса и даже габариты не слишком отличаются. Но эти устройства можно отличить по другим признакам:

• способу маркировки по номинальному току;
• по изображению электрической схемы на корпусе электроприбора;
• аббревиатурной надписи;
• названию устройства.

Рассмотрите внимательно рис. 5. На изображении видно условные надписи и схемы. По некоторым из них различают указанные приборы.

Рис. 5. Обозначения на корпусе

Расшифровка обозначений на корпусе

Маркировка.

На корпусе устройства указаны параметры по номинальному току. В нашем случае, на рисунке указано «50 А». Такая надпись проставляется на УЗО. В случае с дифавтоматом перед цифрой 50 добавляются большие латинские буквы B, C либо D, характеризующие тип расцепителя. Например, С32 означает что перед нами дифференциальный автомат, рассчитанный на номинальный ток 32 А, со встроенным расцепителем типа C.

Изображение схемы.

Смотрим на рисунок 5, справа. На схеме дифавтомата присутствуют дополнительные элементы: электромагнитный и тепловой расцепители. Этих элементов нет на схеме УЗО.

Аббревиатура.

На нашем рисунке указана серия устройства: ВД1-63. Буквы ВД обозначают выключатель дифференциальный, то есть УЗО. На дифавтомате будет красоваться надпись: «АВДТ», что расшифровывается как автоматический выключатель дифференциального тока.

Название.

Некоторые производители пишут название устройства на корпусе сбоку. Для УЗО – «Выключатель дифференциальный», а для дифавтомата – «Автоматический выключатель дифференциального тока».

Общие обозначения для обоих типов выключателей (см. рис. 5):

• напряжение переменного тока;
• дифференциальный ток;
• условный сверхток КЗ;
• тип УЗО;
• температурный диапазон.

Технические параметры

Приводим основные характеристики двухполюсных дифавтоматов, наиболее часто применяемых для защиты в однофазных сетях.

Таблица 1

Наименование дифавтомата	Количество полюсов	Номинальный ток, А	Ток утечки, мА
АВДТ 32 C40 30мА	2	40	30
АВДТ 32 C40 100мА	2	40	100
АВДТ 32 C50 100мА	2	50	100
АВДТ 32 C63 100мА	2	63	100
АВДТ 32 B16	2	16	10
АВДТ 32 B25	2	25	10
АВДТ 32 C6	2	6	30
АВДТ 32 C10	2	10	30
АВДТ 32 C16	2	16	30
АВДТ 32 C20	2	20	30
АВДТ 32 C25	2	25	30
АВДТ 32 C32	2	32	30

Типовые схемы подключения

Выбор схемы подключения дифавтомата зависит от того, какие задачи мы стремимся решить. Условно их можно разделить на два типа:

• схемы для защиты одним автоматом всех электрических групп;
• использование отдельных устройств, для каждой защищаемой группы (рис. 6).

Рис.6. Подключение АВДТ

Схема защиты отдельных групп более приемлема, так как при возникновении неполадок в группе, отключается не вся сеть, а лишь проблемные цепи. Такое подключение требует больше устройств АВДТ, но это оправдано.

При подключении дифференциального автомата мы советуем руководствоваться правилами:

1. Дифавтомат всегда устанавливается после вводного автомата и электросчётчика.
2. Нулевой провод на выходе АВДТ нельзя подсоединять к нейтралям других линий.
3. В старых домах с обветшавшей проводкой возможны утечки из-за плохой изоляции. Если защита дифавтоматом всё-таки нужна, то лучше использовать устройства с настройкой по токам утечки на грани 30 мА.

Как выбрать?

ПУЭ рекомендуют устанавливать дифференциальные автоматы в тех сетях, которые имеют защитный нулевой проводник. Для однофазных сетей выбираем двухполюсный автомат, а для трёхфазных – с четырьмя полюсами (других не бывает).

Обращаем внимание на два основных параметра: величину номинального электричества и показатель тока утечки. Важно, чтобы номинальный ток соответствовал расчётным значениям вашей защищаемой электрической группы. Для защиты от поражения электричеством следует выбирать устройства с минимальным показателем по току утечки. Считается, что 30 мА – это верхний предел, который нельзя превышать.

Тип встроенного УЗО учитывают в зависимости от того какие дифференциальные токи могут быть в защищаемых устройствах – синусоидальные (используем класс АС) или постоянные (защитят устройства класса А).

Менее важны параметры питания электронных усилителей, наличие защиты от обрыва нейтрали. Если вам трудно сделать правильный выбор – совет специалиста – лучший способ не ошибиться.

Видео в дополнение темы

https://www.youtube.com/watch?v=mUiaG1YjB0g
https://www. youtube.com/watch?v=1qZIffhCI0E

Список использованной литературы

• Федосеев А. М. «Релейная защита электрических систем» 1976
• Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019
• Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010

Двигатель постоянного тока (DC)

Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами — NEMA Корпуса, полностью закрытые, без вентиляции, с C-образной поверхностью и основанием Двигатели постоянного тока

уже много лет используются в промышленности. В сочетании с приводом постоянного тока, двигатели постоянного тока обеспечивают очень точное управление Двигатели постоянного тока могут использоваться с конвейерами, элеваторами, экструдерами, морскими приборами, погрузочно-разгрузочными работами, бумагой, пластмассой, резиной, сталью и текстилем, и это лишь некоторые из них.

Двигатели постоянного тока состоят из нескольких основных компонентов, в том числе следующих:

• Рама
• Вал
• Подшипники
• Главный. Поле. Обмотки. (Статор)
• Якорь. (Ротор)
• Коммутатор
• Щетка. Узел

Базовая конструкция двигателя постоянного тока показана на Рисунок 1 . Стандартные двигатели постоянного тока доступны в одной из двух основных форм:

• Обмотка , где магнитный поток в двигателе управляется током, протекающим в обмотке возбуждения или обмотки возбуждения, обычно расположенной на статоре.
  .
• Постоянный магнит , где магнитный поток в двигателе создается постоянными магнитами, имеющими изогнутую поверхность для создания постоянного воздушного зазора с обычным якорем, расположенным на роторе.Они обычно используются при мощности примерно до 3 кВт.

Крутящий момент в двигателе постоянного тока создается продуктом магнитного поля , создаваемого обмоткой возбуждения или магнитов, и тока, протекающего в обмотке якоря. Действие механического коммутатора переключает ток якоря с одной обмотки на другую, чтобы поддерживать положение тока относительно поля, тем самым создавая крутящий момент независимо от положения ротора.

Схема двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой ( рис.2 ) показаны якорь M , сопротивление якоря R _a и обмотка возбуждения. Напряжение питания якоря В, _, , обычно подается от управляемой тиристорной системы, а напряжение возбуждения В, , _, — от отдельного мостового выпрямителя.

Рисунок 1 — Схема двигателя постоянного тока
Рисунок 2 — Двигатель постоянного тока с обмоткой

При вращении якоря электродвижущая сила (ЭДС) E _a индуцируется в цепи якоря и называется задней частью . ЭДС , поскольку она противостоит приложенному напряжению В, _и (согласно закону Ленца).Ea связано со скоростью вращения якоря и потоком основного поля следующим образом:

E _a = k ₁ nφ (1)

, где n — скорость вращения, φ — поток поля и k ₁ — постоянная двигателя. Из Рисунок 1 видно, что напряжение якоря на клеммах В, _и определяется по формуле:

В _a = E _a + I _a R _a (2)

Умножение каждой стороны eqn 2 на I _a дает:

V _a I _a = E _a I _a + I _a ² R _a (3)

(или общая потребляемая мощность = выходная мощность + потери якоря).Взаимодействие потока поля и потока якоря создает крутящий момент якоря, как указано в уравнение 4 .

Крутящий момент M = k ₂ I _f I _a (4)

где k ₂ — постоянная двигателя, а I _f — ток возбуждения. Это подтверждает прямолинейную и линейную характеристику двигателя постоянного тока, и рассмотрение этих простых уравнений покажет его управляемость и внутреннюю стабильность. Характеристика скорости двигателя обычно представлена ​​кривыми зависимости скорости от входного тока или крутящего момента, и ее форма может быть получена из eqns 1 и 2 :

k ₁ nφ = V _a — (I _a R _a ) (5)

Если поток поддерживается постоянным, поддерживая постоянным ток возбуждения в правильно скомпенсированном двигателе, то:

n = k ₂ [V _a — (I _a R _a )] (6)

Из eqns 4 и 6 , следует, что полный контроль над двигателем постоянного тока может быть достигнут посредством управления полем ток и ток якоря.В двигателе с шунтирующей обмоткой постоянного тока, показанном на рис. 2 , эти токи можно регулировать независимо.

Большинство промышленных контроллеров двигателей постоянного тока или приводов питаются напряжением; то есть подается напряжение, и ток регулируется путем измерения тока и регулирования напряжения для получения желаемого тока.

Рисунок 3 — Структура управления для двигателя постоянного тока с шунтовой обмоткой

Эта базовая схема показана на Рисунок 3 .

Двигатели постоянного тока существуют и в других форматах. В серийном двигателе постоянного тока, показанном на рис. 4 , обмотки возбуждения и якоря соединены последовательно. В этом случае ток возбуждения и ток якоря равны и показывают характерно разные результаты работы, хотя по-прежнему определяются уравнениями 4 и 6 .

В параллельном двигателе магнитный поток поля φ лишь незначительно зависит от тока якоря, а значение IaRa при полной нагрузке редко превышает 5 процентов от В _a , давая кривую крутящий момент-скорость, обычно показываемую как a в Рисунок 6 , где скорость остается практически постоянной в широком диапазоне крутящего момента нагрузки.

Рисунок 4 — Схема последовательного электродвигателя постоянного тока
Рисунок 5 — Составной электродвигатель постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой, показанный на Рисунок 5 сочетает в себе как параллельные, так и последовательные характеристики. Форма характеристики момент-скорость определяется значениями сопротивления шунтирующего и последовательного полей.

Характеристика небольшого спада ( кривая b на рисунке 6 ) имеет преимущество во многих приложениях, заключающееся в снижении механических эффектов ударной нагрузки.

Рисунок 6 — Характеристика крутящего момента-скорости (a — двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой, b — комбинированный двигатель постоянного тока, c — последовательный двигатель постоянного тока)

Кривая последовательного двигателя постоянного тока ( c на рисунке 6 ) показывает, что начальный магнитный поток увеличивается пропорционально току, спадая из-за магнитного насыщения. Кроме того, в цепь якоря входит сопротивление обмотки возбуждения, и скорость становится примерно обратно пропорциональной току. Если нагрузка падает до низкого значения, скорость резко возрастает, что может быть опасно, поэтому обычно не следует использовать серийный двигатель там, где есть вероятность потери нагрузки.

Но поскольку он обеспечивает высокие значения крутящего момента на низкой скорости и его характеристика — скорость падения с увеличением нагрузки, он полезен в таких приложениях, как тяга и подъем, а также в некоторых смешивающих режимах, где преобладает начальное прилипание.

При управлении полупроводниковым преобразователем с обратной связью по скорости от тахогенератора форма кривой скорость-нагрузка в значительной степени определяется внутри контроллера. Стало стандартом использовать шунтирующий двигатель постоянного тока с преобразователем, даже несмотря на кривую скорость-нагрузка, когда при управлении с разомкнутым контуром часто наблюдается небольшой спад.

Предел мощности-скорости для двигателя постоянного тока составляет приблизительно 3 × 106 кВт об / мин из-за ограничений, накладываемых коммутатором.

Ссылки:

• D.F.Warne — Справочник инженера-энергетика Newnes
• Siemens — Основы двигателей постоянного тока

.

Трехфазные асинхронные двигатели — Принцип работы

Каков принцип работы трехфазных асинхронных двигателей?

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, которая затем подается на различные типы нагрузок. A.c. двигатели работают от переменного тока. Электродвигатели подразделяются на синхронные, однофазные, трехфазные, асинхронные и специальные. Из всех типов трехфазные асинхронные двигатели наиболее широко используются в промышленности, главным образом потому, что для них не требуется пусковое устройство.

Рис. Создание вращающегося магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе

Трехфазный асинхронный двигатель получил свое название от того факта, что ток ротора индуцируется магнитным полем, а не электрическими соединениями.

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя основан на выработке среднеквадратичной силы.

Создание вращающегося магнитного поля

Статор асинхронного двигателя состоит из нескольких перекрывающихся обмоток, смещенных на электрический угол 120 °.Когда первичная обмотка или статор подключены к трехфазному источнику переменного тока, он создает вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Направление вращения двигателя зависит от чередования фаз линий питания и порядка, в котором эти линии подключены к статору. Таким образом, изменение мест подключения любых двух первичных клемм к источнику питания изменит направление вращения на противоположное.

Число полюсов и частота приложенного напряжения определяют синхронную скорость вращения статора двигателя.Двигатели обычно имеют 2, 4, 6 или 8 полюсов. Синхронная скорость — термин, обозначающий скорость, с которой будет вращаться поле, создаваемое первичными токами, — определяется следующим выражением.

Синхронная скорость вращения = (120 * частота питания) / Число полюсов статора

Создание магнитного потока

Вращающееся магнитное поле в статоре — это первая часть работы. Чтобы создать крутящий момент и, таким образом, вращаться, роторы должны пропускать ток.В асинхронных двигателях этот ток исходит от проводников ротора. Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, пересекает проводящие стержни ротора и индуцирует ЭДС.

Обмотки ротора асинхронного двигателя либо замкнуты через внешнее сопротивление, либо напрямую закорочены. Следовательно, ЭДС, индуцированная в роторе, заставляет ток течь в направлении, противоположном направлению вращающегося магнитного поля в статоре, и приводит к вращательному движению или крутящему моменту в роторе.

Как следствие, частота вращения ротора не достигает синхронной скорости среднеквадратичного значения в статоре. Если бы скорости совпадали, ЭДС не было бы. индуцированный в роторе, ток не будет протекать, и, следовательно, не будет создаваться крутящий момент. Разница между скоростями статора (синхронной скорости) и ротора называется скольжением.

Вращение магнитного поля в асинхронном двигателе имеет то преимущество, что не требуется никаких электрических соединений с ротором.

В результате получается двигатель, который:

• Самозапускающийся
• Взрывозащищенный (из-за отсутствия контактных колец или коллекторов и щеток, которые могут вызывать искры)
• Прочная конструкция
• Недорого
• Легче обслуживать

.

Что такое емкостный преобразователь? — Определение, принцип, преимущества, недостатки и применение

Определение: Емкостной преобразователь используется для измерения смещения, давления и других физических величин. Это пассивный преобразователь, поэтому для работы ему требуется внешнее питание. Емкостной преобразователь работает по принципу переменной емкости. Емкость емкостного преобразователя изменяется по многим причинам, таким как перекрытие пластин, изменение расстояния между пластинами и диэлектрическая проницаемость.

Емкостной преобразователь содержит две параллельные металлические пластины. Эти пластины разделены диэлектрической средой, которая представляет собой воздух, материал, газ или жидкость. В обычном конденсаторе расстояние между пластинами фиксировано, но в емкостном преобразователе расстояние между ними варьируется.

Емкостной преобразователь использует электрическую величину емкости для преобразования механического движения в электрический сигнал. Входная величина вызывает изменение емкости, которая напрямую измеряется емкостным преобразователем.

Конденсаторы измеряют как статические, так и динамические изменения. Смещение также измеряется напрямую путем подсоединения измеряемых устройств к подвижной пластине конденсатора. Он работает как в контактном, так и в бесконтактном режимах.

Принцип работы

Уравнения ниже выражают емкость между пластинами конденсатора

Где A — площадь перекрытия пластин в м ²
d — расстояние между двумя пластинами в метрах
ε — диэлектрическая проницаемость среды в Ф / м
ε _r — относительная диэлектрическая проницаемость
ε ₀ — диэлектрическая проницаемость свободного места

Принципиальная схема емкостного преобразователя с параллельными пластинами показана на рисунке ниже.

Изменение емкости происходит из-за физических переменных, таких как смещение, сила, давление и т. Д. Емкость преобразователя также изменяется в зависимости от изменения их диэлектрической проницаемости, что обычно связано с измерением уровня жидкости или газа.

Емкость преобразователя измеряется по мостовой схеме. Выходное сопротивление преобразователя равно

.

Где, C — емкость
f — частота возбуждения в Гц.

Емкостной преобразователь в основном используется для измерения линейного смещения. Емкостной преобразователь использует следующие три эффекта.

1. Изменение емкости преобразователя из-за перекрытия пластин конденсатора.
2. Изменение емкости связано с изменением расстояний между пластинами.
3. Емкость изменяется из-за диэлектрической проницаемости.

Для измерения смещения используются следующие методы.

1. Преобразователь, использующий изменение площади пластин — Уравнение ниже показывает, что емкость прямо пропорциональна площади пластин. Соответственно изменяется и емкость с изменением положения пластин.

Емкостные преобразователи используются для измерения больших перемещений от 1 мм до нескольких см. Площадь емкостного преобразователя изменяется линейно в зависимости от емкости и смещения.Изначально нелинейность в системе возникает из-за ребер. В противном случае он дает линейный отклик.

Емкость параллельных пластин определяется как

где x — длина перекрывающейся части пластин,
ω — ширина перекрывающейся части пластин.

Чувствительность смещения постоянна, поэтому она дает линейную зависимость между емкостью и смещением.

Емкостной преобразователь используется для измерения углового смещения.Он измеряется подвижными пластинами, показанными ниже. Одна из пластин преобразователя неподвижная, а другая подвижная.

Векторная диаграмма преобразователя показана на рисунке ниже.

Угловое перемещение изменяет емкость преобразователей. Емкость между ними максимальна, когда эти пластины перекрывают друг друга. Максимальное значение емкости выражается как

Емкость при угле θ выражается как

θ — угловое смещение в радианах.Чувствительность к изменению емкости определяется как

.

180 ° — это максимальное значение углового смещения конденсатора.

2. Преобразователь использует изменение расстояния между пластинами — Емкость преобразователя обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Одна пластина преобразователя неподвижна, а другая подвижна. Смещение, которое необходимо измерить, связано с подвижными пластинами.

Емкость обратно пропорциональна расстоянию, из-за которого конденсатор показывает нелинейный отклик.Такой тип преобразователя используется для измерения малых перемещений. Векторная диаграмма конденсатора представлена ​​на рисунке ниже.

Чувствительность преобразователя непостоянна и варьируется от места к месту.

Преимущества емкостного преобразователя

Ниже приведены основные преимущества емкостных преобразователей.

1. Для работы требуется внешняя сила, поэтому он очень полезен для небольших систем.
2. Емкостной преобразователь очень чувствителен.
3. Дает хорошие частотные характеристики, поэтому используется для динамического исследования.
4. Преобразователь имеет высокое входное сопротивление, следовательно, они имеют небольшой эффект нагрузки.
5. Для работы требуется небольшая выходная мощность.

Недостатки емкостного преобразователя

Основные недостатки преобразователя следующие.

1. Металлические части преобразователей требуют изоляции.
2. Корпус конденсатора требует заземления для уменьшения влияния паразитного магнитного поля.
3. Иногда преобразователь демонстрирует нелинейное поведение из-за краевого эффекта, который контролируется с помощью защитного кольца.
4. Кабель, соединяющий датчик, вызывает ошибку.

Использование емкостного преобразователя

Ниже приведены варианты использования емкостного преобразователя.

1. Емкостной преобразователь используется для измерения как линейного, так и углового смещения. Он чрезвычайно чувствителен и используется для измерения очень малых расстояний.
2. Используется для измерения силы и давления. Сила или давление, которые должны быть измерены, сначала преобразуются в смещение, а затем смещение изменяет емкости преобразователя.
3. Он используется как датчик давления в некоторых случаях, когда диэлектрическая проницаемость датчика изменяется в зависимости от давления.
4. Влажность газов измеряется емкостным датчиком.
5. Преобразователь использует механический модификатор для измерения объема, плотности, веса и т. Д.

Точность преобразователя зависит от изменения температуры до высокого уровня.

.

Принцип работы двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока — это устройство, которое преобразует постоянный ток в механическую работу. Он работает по принципу закона Лоренца, который гласит, что « проводник с током, помещенный в магнитное и электрическое поле, испытывает силу ». Опытная сила называется силой Лоренца. Правило левой руки Флемминга определяет направление силы.

Правило левой руки Флеминга

Если большой, средний и указательный пальцы левой руки смещены друг относительно друга на угол 90 °, средний палец представляет направление магнитного поля.Указательный палец показывает направление тока, а большой палец показывает направление сил, действующих на проводник.

Формула рассчитывает величину силы,

Прежде чем понять принцип работы двигателя постоянного тока, мы должны сначала узнать о его конструкции. Якорь и статор — две основные части двигателя постоянного тока. Якорь — это вращающаяся часть, а статор — их неподвижная часть. Катушка якоря подключена к источнику постоянного тока.

Катушка якоря состоит из коммутаторов и щеток. Коммутаторы преобразуют переменный ток, индуцированный в якоре, в постоянный ток, а щетки передают ток от вращающейся части двигателя к неподвижной внешней нагрузке. Якорь размещается между северным и южным полюсами постоянного или электромагнита.

Для простоты предположим, что якорь имеет только одну катушку, которая расположена между магнитным полем, показанным ниже на рисунке A.Когда на катушку якоря подается постоянный ток, через нее начинает течь ток. Этот ток создает вокруг катушки собственное поле.

На рисунке B показано поле, индуцируемое вокруг катушки:

В результате взаимодействия полей (создаваемых катушкой и магнитом) результирующее поле развивается поперек проводника. Результирующее поле стремится вернуться в исходное положение, то есть на оси основного поля. Поле оказывает силу на концах проводника, и катушка начинает вращаться.

Пусть поле, создаваемое основным полем, будет F _м , и это поле вращается по часовой стрелке. Когда в катушке течет ток, они создают собственное магнитное поле, скажем, F _r . Поле F _r пытается двигаться в направлении основного поля. Тем самым крутящий момент действует на катушку якоря.

Настоящий двигатель постоянного тока состоит из большого количества катушек якоря. Скорость двигателя прямо пропорциональна количеству катушек, используемых в двигателе. Эти катушки находятся под воздействием магнитного поля.

Один конец проводов находится под влиянием северного полюса, а другой конец — под влиянием южного полюса. Ток входит в катушку якоря через северный полюс и движется наружу через южный полюс.

Когда катушка перемещается от одной щетки к другой, одновременно меняется и полярность катушки. Таким образом, направление силы или крутящего момента, действующих на катушку, остается неизменным.

Вращающий момент в катушке становится равным нулю, когда катушка якоря перпендикулярна основному полю. Нулевой крутящий момент означает, что двигатель перестает вращаться. Для решения этой проблемы в роторе используется номер обмотки якоря. Таким образом, если одна из их катушек перпендикулярна полю, то другие катушки создают крутящий момент. И ротор движется непрерывно.

Кроме того, для получения постоянного крутящего момента устройство выдерживается таким образом, что всякий раз, когда катушки пересекают магнитную нейтральную ось магнита, направление тока в катушках меняет направление на обратное.Это можно сделать с помощью коммутатора.

.

Назначение и принцип работы дифференциального автомата |

Главная » Статьи » Назначение и принцип работы дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – устройство, перенявшее от себя весь функционал УЗО и получившее дополнительно автовыключатель. Если сказать несколько проще, то автомат выступает в качестве отключателя, когда возникает опасность в поражении электрическим током. Устройство также предназначено для защиты сетей от перегрузок и замыканий благодаря функции автоматического выключения.

Заметим, что УЗО (устройство защитного отключения) отличается от дифавтомата. Внешне два эти устройства очень схожи между собой, но функции, которые они выполняют – различны. Так, УЗО срабатывает, когда в сети, к которой подключено устройство будет возникать ток утечки, в первую очередь опасный для человека; утечка также способна привести к пожароопасным ситуациям. Дифавтомат же способен защитить не только человека от удара током, но и сеть от замыканий, перегрузок; препятствует возникновению утечек и т.п.

Конструкция

По своей конструкции автоматы, как и большинство подобного оборудования, состоят из рабочей и защитной части. Рабочая область содержит в себе рейку сброса и устройство расцепления. В зависимости от вида автомата, могут быть установлены двух- или четырехполосные расцепители. В большинстве случаев автомат оборудуется, имеет два расцепителя:

• тепловой – работает при появлении перегрузок;
• электромагнитный – отключает линию при появлении коротких замыканий.

В качестве защитной области выступает модуль защиты, который способен обнаруживать ток утечки. Модуль также способен конвертировать ток в механическое воздействие, благодаря которому выполняется сброс выключателя. Дополнительно в модуле реализованы устройства, один из которых – трансформатор, способный обнаруживать ток, а также усилитель с катушкой сброса.

Большинство автоматов имеют на своем корпусе специальную кнопку, при помощи которой будет выработан искусственный ток. Собственно, если автомат исправен, то он должен сработать. Эту кнопка в первую очередь предназначена для проверки устройства, до того, как оно было подключено к сети.

Принцип работы

Дифавтомат, как и устройство отключения, использует в качестве датчика трансформатор. Суть действия этого автомата заключается в изменении тока в проводниках, которые дают энергию на установку, для которой предоставляется защита.Назначение и принцип работы

Ток утечки будет отсутствовать в том случае, когда не будет возникать повреждений изоляции проводки или к частям установки не будет ничто прикасаться. При таком раскладе, в фазном и нулевом проводе будут протекать равные по напряжению токи.

Таким образом, если человек нечаянно дотронется до фазного проводника или будут нарушены изоляционные свойства диэлектрика, то произойдет нарушение магнитных потоков и баланса тока. В результате во второй обмотке появится ток, при помощи которого будет приведена в действие магнитноэлектрическая защелка; она в свою очередь приведет в действие механизм, который расщепит систему и контактную систему.

Подбивая итоги, отметим, что автоматы успешно используются в одно- и трехфазных сетях переменного тока. Данные устройства выводят уровень безопасности на совершенно новый уровень при использовании различных электроприборов; практика показывает, что автоматы превосходно предотвращают пожароопасные ситуации и защищают человека от ударов током.

       

Монтаж Диф автоматов (дифференциальный автомат) в квартире, доме, на предприятии

Услуги электрика по установке диф автоматов (дифференциальный автомат)

Появление огромного количества  посудомоечных, стиральных машин, бойлеров, гидромассажных ванн в квартирах, технологического оборудования на предприятиях работающего с водой, потребовали более ответственного отношения к безопасности. Вода является проводником электричества, попадая на контакты электроприборов, поврежденную изоляцию проложенных кабелей представляет серьезную угрозу здоровью и жизни человека. Монтаж диф автоматов (дифференциальный автомат) , наравне с УЗО (устройство защитного отключения) в монтажной схеме многократно уменьшают риск поражения электрическим током. Смонтированные в распределительных щитах или специальных боксах приборы защищают групповые линии работающие во влажных помещениях от несанкционированных утечек тока, дифференциальные автоматы так же от перегрузок и короткого замыкания. В компании ООО Ск «Элит-Сервис» Вы можете срочно вызвать электрика для монтажа щита и системы защиты и автоматики. . В кратчайшие сроки, удобное время специалист выедет на объект и окажет услуги в области электромонтажа, установит диф автоматы (дифференциальные автоматы) , смонтирует автоматические выключатели, УЗО (устройство защитного отключения) с соблюдением СНиПов (строительные нормы и правила) и ПУЭ (правила устройства  электроустановок).

Для чего устанавливать диф автоматов (дифференциальный автомат

Почему монтаж  диф автомата (дифференциальный автомат) для защиты от утечки тока в электрических сетях предпочтительней. УЗО не срабатывает при перегрузках в рабочей цепи, не защищает от сверх токов, короткого замыкания,  дифференциальный автомат совмещает все эти функции. Обычный блок утечки в схеме должен обязательно монтироваться последовательно с автоматическим выключателем, что занимает дополнительное место в щите, ведет к удорожанию электромонтажных работ, усложнению дальнейшей  эксплуатации.  Диф автомат одинаково хорошо срабатывает на перегрузку и утечку тока. Напомним, при напряжении 220 вольт смертельным для человека является ток всего в 50-100 миллиампер, срабатывание устройства происходит при 10-30 миллиамперах утечки. В большинстве случаев поражение электрическим током происходит в нештатных ситуациях, повреждение изоляции проложенного кабеля, пробой на корпус и неисправность электроприборов, попадание воды в розетки, распределительные коробки. Установленный в распределительном щите диф автомат (дифференциальный автомат) защитит Вас от утечки тока, а проложенные кабели от перегрузки. Согласно ПУЭ (правила устройства  электроустановок) УЗО или ДИФ обязательно должен устанавливаться на группы питающие влажные помещения, в сухие помещениях установка обязательной не является, однако подумайте, выбор

Принцип действия ДИФа

В диф автомате как в обычном автоматическом выключателе есть два расцепителя. Тепловой, срабатывающий от перегрузки защищаемой группы и электромагнитный, отключающий линию при коротком замыкании. Аналогично УЗО в приборе используются  дифференциальный трансформатор в качестве датчика, срабатывающего при утечке тока. Принцип его работы основан на изменение дифференциального тока в проводниках, по которым электроэнергия подается на электроустановку, для которой организована защита. Без специального образования разобраться в хитросплетении терминов непросто. Упрощенная схема работы приведена на рисунке.  Монтируем  диф автомат (дифференциальный автомат) в электроцепь для защиты «Нагрузки». По линии обозначенной синим цветом ток протекает в нормальном режиме работы электрооборудования. Происходит нештатная ситуация, перегрузка — срабатывает тепловое. Короткое замыкание — приходит на помощь электромагнитный расцепитель. Самое опасное для человека утечка тока, возникающая от пробоя изоляции, попадания воды, касания оголенного провода.  Красной стрелкой на рисунке показана утечка, установленный  диф автомат (дифференциальный автомат) мгновенно отключит напряжение. Время срабатывания качественного ДИФа всего 25-30 м/секунд, ток утечки 10-30 миллиампер. Напомним, для жизни  человека опасными являются 50-100 миллиампер.

Технические характеристика наиболее популярных устанавливаемых в Санкт-Петербурге Диф автоматов

Дифференциальный автомат ABB

ABB, один из крупнейших мировых производителей электротехнического оборудования. Шведский концерн имеет производство и представительства во многих странах мира. Качество продукции очень высокое, цена вполне доступная. Компания ООО Ск «Элит-Сервис» выполняет монтаж и установку Диф автоматов (дифференциальный автомат), других комплектующих фирмы более десяти лет. За все время монтажа электропроводки нам не разу не попадалось некачественное оборудование.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение Un, B	220, 380
Рабочая частота fn, Гц	50
Номинальный ток нагрузки In, A	16
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn, мА	30
Максимальный условный ток короткого замыкания  А Inc	6000
Время отключения при номинальном дифференциальном токе Тn, не более, мс	25
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	25
Количество циклов электрических	6000
Количество циклов механических	10000

---

Дифференциальный автомат Legrand

Международный концерн Legrand является крупнейшим производителем электроустановочных изделий. Наша компания достаточно давно работает с комплектующими французского изготовителя. Установка  Диф автоматов (дифференциальный автомат), наравне с монтажом другого электротехнического оборудования фирмы Legrand, является приоритетом обеспечения безопасности при проведении электромонтажных работ. Хорошее соотношение цена – качество.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение Un, B	220, 380
Рабочая частота fn, Гц	50
Номинальный ток нагрузки In, A	16
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn, мА	30
Максимальный условный ток короткого замыкания  А Inc	6000
Время отключения при номинальном дифференциальном токе Тn, не более, мс	25
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	25
Количество циклов электрических	4000
Количество циклов механических	10000

---

Дифференциальный автомат Schneider electric

Всемирно известный производитель Schneider electric  , выпускающий широкий ассортимент электрооборудования относительно недавно появился на рынке Санкт-Петербурга. Зарекомендовал себя с хорошей стороны. Монтаж и установку Диф автоматов (дифференциальный автомат) изготовителя ООО Ск «Элит-Сервис» проводит более пяти лет. Электротехническое оборудование Schneider electric очень доступно в недорогих сериях.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение Un, B	220, 380
Рабочая частота fn, Гц	50
Номинальный ток нагрузки In, A	16
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn, мА	30
Максимальный условный ток короткого замыкания  А Inc	6000
Время отключения при номинальном дифференциальном токе Тn, не более, мс	30
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	25
Количество циклов электрических	4500
Количество циклов механических	10000

---

Дифференциальный автомат IEK

Компаний IEK – крупнейший российский производитель электротехнической продукции. Основным плюсом является невысокая стоимость. Продукция сертифицирована по российским стандартам, очень распространена в новом строительстве массового жилья, бюджетных промышленных объектах. Устанавливается Диф автоматы (дифференциальный автомат) на вводах в квартиры, влажные помещения, обеспечивают защиту недорогого производственного оборудования.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение Un, B	220, 380
Рабочая частота fn, Гц	50
Номинальный ток нагрузки In, A	16
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn, мА	30
Максимальный условный ток короткого замыкания  А Inc	6000
Время отключения при номинальном дифференциальном токе Тn, не более, мс	30
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	25
Количество циклов электрических	4500
Количество циклов механических	10000

---

Дифференциальный автомат DEK

Компания DEKraft является очень молодым  российский производителем электротехнической продукции. Оборудование сертифицирована по российским стандартам, очень распространена в новом строительстве массового жилья, бюджетных промышленных объектах. Устанавливается Диф автоматы(дифференциальный автомат) на вводах в квартиры, влажные помещения, обеспечивают защиту недорогого промышленного оборудования. Основным плюсом является невысокая стоимость.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение Un, B	220, 380
Рабочая частота fn, Гц	50
Номинальный ток нагрузки In, A	16
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn, мА	30
Максимальный условный ток короткого замыкания  А Inc	6000
Время отключения при номинальном дифференциальном токе Тn, не более, мс	30
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	25
Количество циклов электрических	4500
Количество циклов механических	10000

 

Монтаж и установка диф автоматов (дифференциальный автомат) Что выбрать?

Характеристики пяти наиболее популярных в Санкт-Петербурге диф автоматов (дифференциальный автомат) мы рассмотрели выше, кратко описали производителей. На рынке электромонтажных работ в Санкт-Петербурге ООО Ск «Элит-Сервис» не один год. Многолетний опыт работы с оборудованием различных производителей позволяет делать определенные выводы, которыми готовы поделиться с коллегами и заказчиками. Установленные  диф автоматы и УЗО исчисляются сотнями. Когда был поставлен первый блок утечки тока вспомнить достаточно сложно. Изначально выполнялась установка дифференциальных автоматов концерна ABB. В те времена это была диковинка, СНиПы (строительные нормы и правила) и ПУЭ (правила устройства  электроустановок)  установки блоков утечки не предусматривали.  Проблем с ДИФами и устройствами защитного отключения ABB не возникало, однако цена была достаточно высока, не все клиенты выполняя  электромонтажные работы были готовы платить за безопасность. В Санкт-Петербурге начала появляться электротехническая продукция концерна Legrand, диф автомат (дифференциальный автомат) и УЗО стоили процентов на двадцать дешевле. Компания переключилась на Legrand. Известный в Европе производитель,  французское  качество. Каково было наше удивление, когда на третьем… или четвертом объекте из пяти установленных УЗО, два были неисправны, кнопка «Тест» не работала. Несколько лет мы не устанавливали эти блоки утечки. Время прошло, «обида» улеглась, сейчас монтируем Legrand  без опасений, наверное просто не повезло, может попалась подделка, однако осадок остался. Сейчас появилось большое количество дифференциальных автоматов разных уважаемых производителей,  ABB, Legrand,  Schneider electric, Hager, Siemens, а есть такие, упоминать не хочется. Блоки утечки  Schneider electric устанавливаем достаточно недавно, нареканий нет, достойные приборы. Хочу остановиться на ДИФах IEK, DEKraft. В принципе это одно и то же. За счет низкой стоимости и Российской сертификации приборы этих компаний получили широкое распространение. Процент брака достаточно большой, устройство может проработать много лет, а иногда вылетает в первый месяц эксплуатации. Компания ООО Ск «Элит-Сервис» не дает гарантию на системы защиты и автоматики собранных на комплектующих этих фирм. Господа!  Устанавливайте диф автоматы (дифференциальные автоматы) проверенных производителей, это сохранит время, нервы и деньги. Помните, скупой платит дважды! Качественное оборудование – это Ваша безопасность.

Оптимальное соотношение цены и качества — выбор умных людей.

Вам остается только позвонить и сделать заказ.

Т. +7 (812) 740-51-93

Заказать

Дифференциальные автоматы АД-12, АД-14

Обеспечим выгодные цены. Пишите [email protected]

Уточняйте цены по тел. (499) 290-30-16, (495) 973-16-54, 740-42-64

кроме того: белее 20 000 наименований электротехнической продукции и кабеля.

Благодаря высокому быстродействию, дифференциальные автоматы АД-12, АД-14 с уставкой срабатывания I∆n=10 мА и 30 мA обеспечивают эффективную защиту человека от поражения электрическим током в случае его прикосновения к токоведущим частям или к элементам электрооборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей

 

Кроме того, дифавтоматы АД-12, АД-14 обеспечивают эффективную защиту электрооборудования от сверхтока (короткого замыкания и перегрузки).

 

А в ряде исполнений АД-12 и АД-14 предусмотрена защита от импульсных перенапряжений в сети.

 

Конструкция дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14:

 

Конструкция дифференциального автомата представляет собой соединение двух функциональных узлов:электронный модуль дифференциальной защиты и автоматический выключатель.

 

Электронный модуль состоит из дифференциального трансформатора тока, электронного усилителя с пороговым устройством, исполнительного электромагнита сброса и источника питания.

 

Монтаж дифавтомата производят на 35 мм монтажную DIN-рейку.

 

Принцип действия дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14:

 

При установке рукоятки управления автоматического выключателя в положение «ВКЛ» на электронный модуль поступает напряжение питания.

 

В нормальном режиме работы, при отсутствии дифференциального тока (тока утечки), в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока и являющимися его первичной обмоткой, протекает рабочий ток нагрузки.

 

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно противоположно направленные магнитные потоки.

 

Результирующий магнитный поток равен нулю и ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора так же равен нулю.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику кроме тока нагрузки протекает дополнительный ток – ток утечки, являю щийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

 

Если этот ток превышает значение уставки порогового устройства, последнее подает ток от источника питания на катушку электромагнита сброса, который сдергивает защелку механизма независимого расцепления выключателя и электрическая цепь размыкается.

 

При этом кнопка «Возврат» выступает из лицевой панели.

 

Для повторного включения дифавтомата необходимо нажать эту кнопку до фиксации и взвести рукоятку автоматического выключателя.

Для осуществления периодического контроля исправности дифавтомата в электронный модуль встроена цепь тестирования.

 

При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток.

 

Немедленное срабатывание дифавтомата означает исправность всех его элементов.

 

Преимущества дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14:

 

• Три вида защит: от перегрузки, короткого замыкания и дифференциального тока

• Высокое быстродействие

• Улучшенная конструкция электронного модуля

• Широкий диапазон рабочих температур от –25^oС до +40^oС

• Свыше 40 типоисполнений

• Индикация срабатывания от дифференциального тока

• Срок службы не менее 15 лет

 

Габариты и размеры дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14

 

 

 

Технические характеристики дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14

 

 

 

Технические характеристики			АД-12	АД-14
Номинальное рабочее напряжение Ue, В			~230	~230/400
Номинальная частота тока сети f, Гц			50	50
Максимальное сечение проводников, мм2	присоединяемых к входным зажимам		35	35
	присоединяемым к выходным зажимам	до 32 А включительно	16	16
		40÷63 А	35	35
Число полюсов			2	4
Номинальный ток In, А			6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63	16, 20, 25, 32, 40, 50, 63
Номинальный отключающий дифференциальный ток (уставка) IDn, мА			10, 30, 100, 300	30, 100, 300
Номинальная наибольшая коммутационная способность Icw, А			4 500	4 500
Степень защиты по ГОСТ 14254-96			IP 20	IP 20
Диапазон рабочих температур, °С			-25 ÷ +40	-25 ÷ +40
Рабочая характеристика при наличии дифференциального тока			АС	АС
Механическая износоустойчивость, циклов включения-отключения, не менее			10 000	10 000
Электрическая износоустойчивость, циклов включения-отключения, не менее			4 500	4 500
Срок службы не менее, лет			15	15
Наличие драгметаллов (серебро), г/полюс			0,6 ÷ 1,0	1,2 ÷ 2,0

 

 

 

 

Внутреннее устройство дифференциальных автоматов: АД-12, АД-14

 

 

1. Корпус из термостойкой ABS-пластмассы 2. Электронный усилитель 3. Дифференциальный трансформатор 4. Кнопка “Возврат” 5. Катушка электромагнита сброса 6. Кнопка “Тест” 7. Присоединительные зажимы с насечкой для фиксации внешних проводников

 

 

 

 

 

* Использована информация с сайта ©  http://www.iek.ru/

 

 

 

 

Весь спектр электротехнической продукции.
Звоните!!! (499) 290-30-16 (мнгк), (495) 973-16-54, 740-42-64, 973-65-17

 

Если Вы не нашли интересующую Вас продукцию —
звоните: (499) 290-30-16 (мнгк), (495) 973-16-54, 740-42-64, 973-65-17 или отправьте заявку по электронной почте: [email protected] 

 

 

Как работает дифференциал? 3 вопроса

Нет автомобилей, в которых нет дифференциалов, иначе мы бы ехали по крутым поворотам с пробуксовкой колес и визгом шин. Этот важный компонент расположен в центре ведущего моста, где его функция заключается в обеспечении того, чтобы два колеса могли вращаться с разной скоростью при движении по кривым, имея при этом одинаковую тяговую мощность. Крутящий момент двигателя всегда делится в фиксированном соотношении.
Кстати: Полноприводные автомобили имеют дифференциал на каждую ось, плюс межосевой дифференциал, распределяющий мощность двигателя между осями в заданном соотношении.

Основным техническим принципом обычно является так называемый конический дифференциал с клеткой дифференциала, двумя планетарными шестернями и двумя выходными валами. Важнейшей особенностью является то, что две планетарные передачи образуют соединение между приводом двигателя и двумя вторичными валами, но они делают это совершенно по-разному:

• При движении прямо: Двигатель приводит в движение корпус дифференциала.Планетарные передачи в это время неподвижны. В результате клетка и два выходных вала вращаются с одинаковой скоростью. Это означает, что два колеса на оси также вращаются с одинаковой скоростью.
• При движении по кривым: Теперь внешнее колесо на оси должно преодолевать большее расстояние, поэтому два выходных вала должны вращаться с разной скоростью. Для этого планетарные шестерни в дифференциале вращаются вокруг своих осей с разной скоростью. Это уравновешивает разницу скоростей двух колес.

Основной технический принцип дифференциала становится проблемой, когда две шины на ведущей оси движутся по поверхностям с разным сцеплением, таким как, например, лед и сухой асфальт. Колесо на льду будет крутиться, а другое вообще не будет двигаться. Машина будет «застревать». Это происходит потому, что дифференциал распределяет мощность двигателя в зависимости от сопротивления шин. Колесо на льду, естественно, имеет значительно меньшее «сопротивление», поэтому дифференциал распределяет на него всю мощность привода.Блокировка дифференциала помогает сохранить движение в таких ситуациях. Они перераспределяют привод обратно к шине, которая вращается медленнее или вообще не вращается. Блокировки дифференциала бывают разных типов.
Очень ясное и понятное объяснение основного принципа работы дифференциала дает этот короткометражный фильм 1937 года:

Как работает дифференциал? 3 вопроса – 3 ответа были в последний раз изменены: 10 марта 2021 г., автор: Маркус Исгро

Дифференциал является очень важной частью автомобиля, так как в качестве составной части мощность двигателя передается на колеса.Мощность двигателя передается задним карданным валом на колесо, сначала изменившее направление за счет дифференциального вращения, затем передается на задние полуоси, а затем на задние колеса.

Дифференциальные функции по уменьшению скорости, получаемой карданным валом, для создания большого момента и для изменения направления вращения карданного вала 900 передается на колесо следующего витка через заднюю полуось сзади отдельно. Однако, если дифференциал не работает, это приведет к тому, что автомобиль не сможет двигаться А.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Во время прямой дороги.

При прямолинейном движении автомобиля колеса заднего моста будут экранироваться ведущей шестерней через корпус венца дифференциала, вал шестерни колесного дифференциала, шестерни колесного дифференциала, зубья боковой шестерни не проворачиваются, остаются быть втянутым во вращение зубчатого венца. При этом крутится руль влево и вправо одинаково.

Во время поворота.

Во время поворота автомобиля заключенных влево левое колесо больше правого.Если корпус дифференциала с зубчатым венцом вращается, шестерня будет вращаться вокруг своей оси, а также движение вокруг левой боковой шестерни, поэтому вокруг правой боковой шестерни увеличивается сторона, где число оборотов шестерни в 2 раза больше. зубчатый венец. Можно сказать, что среднее второе круглое зубчатое колесо сравнимо с вращающимся зубчатым венцом. как это должно.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Основной принцип работы дифференциального редуктора можно понять, используя оборудование, состоящее из двух шестерен, шестерни и рейки.Обе стойки можно перемещать в вертикальном направлении до тех пор, пока весовая стойка и сопротивление скольжению не будут подняты одновременно. Расположенная между зубьями рейки шестерня и шестерня соединены с раскосами и могут перемещаться этими раскосами. Когда одинаковая нагрузка «W» помещается на каждую рейку, а скобы (дужки) вытягиваются вверх, вторая рейка поднимается на такое же расстояние, это предотвратит вращение ведущей шестерни. Но если большая нагрузка, возложенная на левый реечно-шестеренный буфер, будет затем подтягиваться вверх по вращению зубчатой ​​рейки, груз становится тяжелее, что связано с различиями заключенных, которым дана шестерня, поэтому тем меньшая нагрузка будет поднята. .Расстояние между поднятыми рейками пропорционально числу витков шестерни. Другими словами, эта стойка становится еще больше, а заключенные, получившие меньшую нагрузку, будут двигаться. Этот принцип используется при проектировании дифференциальных передач.

ФУНКЦИИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Еще больше уменьшает количество оборотов, исходящих от коробки передач, прежде чем они передаются на задние оси.
2. Изменяет направление оси вращения силового агрегата на 90o, т.е. с продольного на поперечное направление.
3. Равномерно распределять мощность на обе задние ведущие оси при прямолинейном движении трактора.
4. Распределить мощность по требованию на ведущие оси при повороте, т.е. внешнему колесу требуется больше оборотов, чем внутреннему колесу – при повороте.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

1. Ведущая шестерня
2. Шестерня венца
3. Клетка дифференциала
4. Звездочка дифференциала
5. Шестерня оси дифференциала (солнце)

ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ

1.Открытый дифференциал
2. Заблокированный дифференциал
3. Вязкостной дифференциал повышенного трения
4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)
5. Torsen и винтовой дифференциал
6. Дифференциал векторизации крутящего момента

1. Открытый дифференциал

Открытые дифференциалы являются самой простой формой дифференциала. Цель состоит в том, чтобы обеспечить разные скорости между двумя колесами, в то время как распределение крутящего момента поддерживается постоянным на уровне 50/50. Распространенное заблуждение относительно открытых дифференциалов состоит в том, что когда одно колесо поднимается, на него передается 100% крутящего момента.Это не так, однако количество крутящего момента, передаваемого на колесо с тягой, очень мало, потому что количество крутящего момента, необходимого для вращения колеса, также невелико. Помните, что оба колеса всегда получают одинаковый крутящий момент, но если одно из них не имеет сопротивления (например, если оно находится в воздухе), в результате величина крутящего момента, передаваемая на ведущую ось, очень мала.
• Разделяет крутящий момент двигателя на две части
• Позволяет колесам вращаться с разной скоростью
• Когда одна шина теряет сцепление с дорогой, противоположная шина также теряет мощность
• Встречается в семейных седанах и автомобилях эконом-класса

Преимущества:
• Позволяет использовать абсолютно разные скорости вращения колес на одной оси, что означает отсутствие проскальзывания колес при прохождении поворотов, так как внешнее колесо будет перемещаться дальше.
• С точки зрения эффективности меньше энергии будет теряться при использовании дифференциального варианта по сравнению с альтернативными вариантами.
• Стоимость.

Недостатки:
• Когда одно колесо имеет плохое сцепление с дорогой, это резко ограничивает мощность, которую может подавить транспортное средство. Поскольку распределение крутящего момента всегда 50/50, если одно колесо не может передать большую мощность, другое получит такой же низкий крутящий момент.

2. Блокируемый дифференциал (включая блокировку и сварные дифференциалы)

Заблокированные дифференциалы находятся на противоположной стороне спектра по сравнению с открытыми дифференциалами.Цель состоит в том, чтобы скорость вращения колес между двумя колесами оставалась постоянной, и основное преимущество здесь заключается в том, что крутящий момент будет передаваться на колесо с тягой, до 100 процентов на одно колесо. Для бездорожья дифференциал обычно имеет функцию блокировки, поэтому он открывается при движении по асфальту.
• Подключенные колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью
• Повернуть автомобиль может быть очень сложно
• Встречается в Jeep Wrangler и большинстве полноразмерных грузовиков

Преимущества:
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.Для всех стилей дифференциала это позволит максимальному крутящему моменту достичь земли на любом состоянии поверхности.
• Для бездорожья, когда износ шин не является проблемой, это самое лучшее, что может быть. Надежный, простой и очень эффективный.
• В ситуациях, когда желательно поддерживать постоянную скорость вращения колес на оси (например, при заносе), это простое решение (сварной дифференциал работает точно так же).

Недостатки:
• Заблокированный дифференциал не допускает разницы в скорости вращения правого и левого колес.Это означает дополнительный износ шин, а также заедание трансмиссии в результате.

3. Вязкостной самоблокирующийся дифференциал (VLSD)

VLSD довольно просты в эксплуатации, однако имеют некоторые недостатки по сравнению с другими формами LSD.
• Комбинация открытого и блокируемого дифференциалов
• Обычно действует как открытый дифференциал
• Автоматически блокируется при пробуксовке
• Используется в спортивных автомобилях, таких как Nissan 370Z и Mazda MX-5 Miata

Преимущества:
• Допускает различную скорость вращения колес на оси, что снижает износ шин по сравнению с заблокированным дифференциалом (то же самое относится ко всем формам LSD, но этот стиль особенно хорош для него).
• Позволяет передавать крутящий момент на колесо с большим сцеплением.
• Очень плавная работа, как правило, нет неуклюжести на низких скоростях, характерной для других типов LSD, перемещающихся в узком радиусе (например, на парковках).

Недостатки:
• Невозможно полностью заблокировать, для передачи крутящего момента системе требуется разность скоростей между двумя сторонами.
• По мере того, как жидкость внутреннего редуктора нагревается (в случаях, когда она используется слишком часто), эффект LSD снижается.

4. LSD с механическим сцеплением (включая eLSD)

LSD с муфтой выпускаются в широком ассортименте. односторонние, 1,5-полосные, двусторонние и даже электронные. В принципе, все они работают очень похоже, с пакетом сцепления, который пытается заблокировать дифференциал, позволяя передавать крутящий момент на колесо с наибольшим сцеплением.

Преимущества:
• Применяет блокировку при нажатии дроссельной заслонки. В отличие от VSLD, это означает, что разделение крутящего момента может произойти до того, как одно колесо достигнет другой скорости (аналогично заблокированному дифференциалу).
• Для LSD с односторонним движением дифференциал действует как открытый дифференциал, когда газ не нажат, что позволяет легко изменять скорость вращения колес при прохождении поворотов.
• Для двусторонних LSD дифференциал применяет блокирующее усилие при замедлении, что в некоторых случаях может способствовать стабильности торможения.
• Хорошо работает, даже если одно колесо оторвано от земли или имеет ограниченное сцепление с дорогой.
• Электронные LSD позволяют бортовым компьютерам управлять включением сцепления, оптимизируя блокировку в зависимости от условий движения.

Недостатки:
• Часто требуется регулярная замена масла, а сцепление может изнашиваться, что в конечном итоге требует замены.
• Электронные LSD увеличат стоимость и сложность.

5. Торсен и винтовые дифференциалы

Torsen и косозубые дифференциалы работают довольно схожим образом, используя умную передачу, чтобы применить блокирующее усилие для передачи крутящего момента на колесо с большим сцеплением. Они отлично подходят для уличного использования и даже для легкого трека, хотя у них есть недостаток.

Преимущества:
• Эти дифференциалы начинают передавать больший крутящий момент на медленнее вращающееся колесо в тот момент, когда между ними возникает разница скоростей. По сути, он реагирует гораздо быстрее, чем VLSD.
• Это чисто механические системы, не требующие планового технического обслуживания, поскольку действие дифференциала зависит от трения в шестернях.

Недостатки:
• Когда одно колесо находится в воздухе, дифференциал Torsen действует очень похоже на открытый дифференциал, и на ведущую ось передается очень небольшой крутящий момент.Для уличного использования это вполне приемлемо, но может быть проблемой для более специализированных автомобилей на трассе.

6. Дифференциал распределения крутящего момента (TVD)

Без сомнения, самый сложный из дифференциалов, этот вариант позволяет разработчикам максимально контролировать ситуацию, что означает уникальное программирование, позволяющее реагировать на любую ситуацию, а также способность вызывать рыскание.
• Использует дополнительные зубчатые передачи
• Точно регулирует крутящий момент, передаваемый на каждое ведущее колесо
• Может замедлять или ускорять поворот автомобиля на повороте
• Тяжелый, сложный и малоэффективный для экономии топлива
• Используется в BMW X5 M или Lexus RC F

Преимущества:
• Позволяет передавать больший крутящий момент на внешнее колесо при прохождении поворотов. Как правило, LSD передают крутящий момент на колесо, которое вращается с меньшей скоростью. Это связано с тем, что большая скорость колеса воспринимается как проскальзывание, поэтому LSD блокируется, чтобы передать больший крутящий момент на более медленное колесо и предотвратить проскальзывание колеса. При ускорении на выходе из поворота TVD передает больший крутящий момент на внешнее колесо, помогая вызвать рыскание и вращение автомобиля.
• Обеспечивает полный контроль конструктора, система может выбирать, в каких ситуациях автомобиль будет передавать больший крутящий момент на любое колесо, а не реагировать.
• Может передавать до 100 % имеющегося крутящего момента на одно колесо.

Недостатки:
• Стоимость и сложность

Поделиться этой записью: в Твиттере в Фейсбуке в Google+ на LinkedIn

Нравится:

Нравится Загрузка.. .

Родственные

Что такое дифференциал? — Типы, работа, детали и схема

В этой статье мы видим что такое дифференциал? – принцип работы дифференциала (функция дифференциала?), типы дифференциала в автомобиле в деталях.

👉 Содержание 👈

Что такое дифференциал?

Дифференциал позволяет каждому заднему колесу вращаться с разной скоростью.Во время поворота, но в то же время, он передает равный крутящий момент на каждое колесо, когда оба колеса имеют одинаковое сцепление с дорогой. Система шестерен в дифференциале устроена таким образом, что она соединяет карданный вал с задней осью. Разница в слове предназначена для обеспечения относительного движения задним колесам.

Необходимость дифференциала

Дифференциал позволяет неуправляемым колесам вращаться с разной скоростью, чтобы автомобиль мог проходить повороты без чрезмерного износа шин. Колесо внутри поворота перемещается на меньшее расстояние по сравнению с внешним колесом. Если ось не позволяет колесам вращаться независимо друг от друга, шина одного колеса будет тянуться по земле.

Компоненты дифференциала

1. Ведущая шестерня или коническая шестерня
2. Зубчатый венец или зубчатое колесо
3. Корпус дифференциала
4. Боковая шестерня дифференциала или солнечные шестерни
5. Шестерни дифференциала или планетарные шестерни
6. Полуоси или полуоси
Крестовина или шестерня

Дифференциальная схема – Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала.

Конструкция дифференциала

На рисунке показаны основные детали дифференциала, применяемого в заднеприводных автомобилях. Небольшая коническая шестерня, называемая боковой шестерней дифференциала, установлена ​​на внутренних концах каждой оси. Две конические шестерни соединены вместе и соединяют ведущий и ведомый валы под углом 90°. Корпус дифференциала связан с двухколесными мостами и полуосями дифференциала.

Корпус дифференциала имеет подшипники, которые вращают две полуоси.Затем к корпусу дифференциала подходят две шестерни и поддерживающий их вал, называемый валом-шестерней. Затем вал-шестерня входит в зацепление с двумя боковыми шестернями дифференциала, соединенными с внутренними концами полуосей.

Зубчатый венец перемещается к фланцу на картере дифференциала. Зубчатый венец вращает корпус дифференциала. Наконец, ведущая шестерня устанавливается. Ведущая шестерня соединяется с корпусом дифференциала, называемым корпусом дифференциала или держателем. Ведущий вал соединяется с ведущей шестерней с помощью универсального шарнира и входит в зацепление с зубчатым венцом.Следовательно, ведущая шестерня вращается, когда водитель поворачивает вал. Таким образом, зубчатый венец вращается.

Работа дифференциала

Входной крутящий момент передается на зубчатый венец через ведущую шестерню, которая заменяет весь корпус дифференциала. Корпус дифференциала соединен с обеими боковыми шестернями дифференциала только через шестерни дифференциала. Крутящий момент передается на боковые шестерни дифференциала через шестерни дифференциала. Шестерни дифференциала вращаются вокруг оси корпуса дифференциала, приводя в движение боковые шестерни дифференциала.

Когда автомобиль движется по прямой дороге, сопротивление обоих колес одинаково, и зубчатый венец, корпус дифференциала, ведущая шестерня дифференциала и две шестерни дифференциала заменяются как одно целое. В результате боковые шестерни вращаются с одинаковой скоростью, а зубчатый венец заставляет оба ведущих колеса вращаться с одинаковой скоростью. Шестерни дифференциала вращаются без вращения вокруг своей оси, и оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Если встречается левая боковая шестерня дифференциала (когда транспортное средство движется по криволинейной траектории), шестерня дифференциала вращается, а также пробуксовывает, что позволяет левой шестерне дифференциала замедляться в сторону правого дифференциала. Это заставляет внешнее колесо вращаться быстрее, чем внутреннее колесо.

Типы дифференциала

1. Обычный или открытый дифференциал
2. Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала)
3. Нескользящий дифференциал
4. Двухступенчатый дифференциал

1. Обычный дифференциал | Открытый дифференциал Обычный дифференциал — Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала, дифференциальная схема.

Обычный дифференциал, показанный на рисунке, представляет собой графическое изображение дифференциала. Принцип работы такой же, как описано выше.

2. Дифференциал повышенного трения (самоблокирующийся дифференциал | Блокировка дифференциала)

Стандартный дифференциал хорошо работает в большинстве ситуаций. на очень скользких дорожных покрытиях, таких как заснеженные или грязные дороги, недостаток движущей силы, называемой силой тяги, может привести к проскальзыванию задних колес, поскольку стандартный дифференциал будет приводить в движение колеса с наименьшим сцеплением с дорогой. Если одно ведущее колесо находится на сухой дороге, а другое — на заснеженной или грязной дороге, зубчатый венец и корпус дифференциала будут приводить в движение ведущую шестерню. Но шестерни не будут приводить в движение обе боковые шестерни.

Когда шестерни движутся мимо картера дифференциала, они будут двигаться вокруг боковой шестерни, соответствующей колесу на сухой дорожке. Это приводит к тому, что шестерни приводят в движение проскальзывающее колесо, и автомобиль не движется. Стандартный дифференциал передает почти всю мощность двигателя на буксующее колесо.Этой проблемы можно избежать, используя блокировку дифференциала. Блокировка дифференциала устраняет проблемы с сцеплением с дорогой, передавая одинаковую мощность на оба колеса, обеспечивая при этом нормальный поворот автомобиля.

Дифференциал повышенного трения — Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала, схема дифференциала.

Дифференциал повышенного трения (LSD) ограничивает дифференциальную скорость вращения между двумя колесами, двумя упорными шайбами ​​и диском сцепления, который входит в корпус дифференциала, показанный на рис.Когда сопротивление левого дифференциала больше сопротивления колеса, правый дифференциал будет вращаться. Он образует зубья правого элемента сцепления дифференциала, взбираясь по зубьям левого элемента сцепления дифференциала. Таким образом, для удаления друг от друга требуется два члена сцепления.

Следовательно, боковые шестерни толкают противоположно упорным шайбам. За счет этого обороты задней полуоси приближаются к картеру дифференциала из-за трения между полуосью и упорными шайбами.Таким образом, это называется эффектом ограниченного проскальзывания.

Типы самоблокирующихся дифференциалов

I. Дифференциал диска сцепления Дифференциал сцепления — Что такое дифференциал, потребность в дифференциале, компоненты дифференциала, работа дифференциала, типы дифференциала, схема дифференциала.

В дифференциале фрикционных дисков используется несколько фрикционных дисков, похожих на небольшие ручные диски сцепления. Основное различие между этим дифференциалом повышенного трения и стандартным дифференциалом заключается между боковой шестерней пакета сцепления и корпусом дифференциала.

Фрикционные диски сцепления изготовлены из стали, покрытой фрикционным материалом. Диски сцепления изготовлены из стали. Диски и пластины поочередно насажены на боковую шестерню и входят в канавки на корпусе дифференциала. Канавки на дисках или пластинах предназначены для лучшего захвата мощности.

Шестерня, боковая шестерня и другие детали аналогичны стандартному дифференциалу. Дифференциал повышенного трения состоит из двух частей, что позволяет снимать пакет сцепления.Диски и пластины приводятся в действие пружинами предварительного натяжения и механическим давлением ведущей шестерни на боковую шестерню.

Поскольку ведущая и боковая шестерни являются коническими шестернями, их зубья пытаются выйти из зацепления, когда дифференциал передает крутящий момент двигателя. Это создает толкающее действие на боковые шестерни и вынуждает их двигаться наружу к картеру дифференциала.

Внешнее давление боковых шестерен прижимает фрикционные диски и стальные пластины между боковой шестерней и картером.Всякий раз, когда диски и пластины прижимаются друг к другу, шлицевые и зубчатые соединения (т.е. выступы входят в канавки) обеспечивают сцепление боковой шестерни и корпуса дифференциала.

Когда автомобиль движется прямо, дифференциал диска сцепления работает аналогично стандартному дифференциалу. Задние колеса и корпус дифференциала вращаются с одинаковой скоростью. Пакеты сцепления применяются, но не требуются.

Когда автомобиль совершает поворот, более высокий крутящий момент из-за того, что внешнее колесо вращается быстрее, чем корпус, и вызывает проскальзывание пакета сцепления.Это позволяет дифференциалу работать так же, как стандартный дифференциал при выполнении поворотов. Диски и пластины скользят друг относительно друга. Диски крутятся с боковыми шестернями, с поворотами пластинчатого корпуса, которые допускают разные скорости вращения между корпусом и боковыми шестернями. Поэтому задние колеса вращаются с разной скоростью.

Также прочтите | Что такое передний мост?

II. Дифференциал конусной муфты Дифференциал конусной муфты – Что такое дифференциал

Это другая версия самоблокирующегося дифференциала.Вместо пакетов фрикционов используются конусы с фрикционной накладкой. В коническом дифференциале используется конусообразная муфта, которая входит в зацепление с соответствующим конусообразным гнездом. Работа аналогична дифференциалу с диском сцепления. Пружина предварительного натяжения и давление бокового зубчатого колеса заставляют конус войти в выпуклое углубление в корпусе дифференциала.

Трение пытается заблокировать конус. Следовательно, боковая передача передает мощность на колесо с наибольшим сцеплением. И для диска сцепления, и для конусного дифференциала требуется специальное трансмиссионное масло с ограниченным проскальзыванием. Использование обычного трансмиссионного масла в дифференциале повышенного трения вызовет проскальзывание и вибрацию дисков и пластин или конусов во время поворота.

Также прочтите | Что такое универсальный шарнир?

3. Нескользящий дифференциал

Этот дифференциал является регулятором крутящего момента. Возможна предварительная загрузка системы. Итак, дифференциал действует по результирующим моментам. Предварительная нагрузка может регулироваться.

Преимущества нескользящего дифференциала

1. Максимальная тяга при любом уровне сцепления
2. Уменьшение расхода топлива.
3. Уменьшает износ шин.
4. Комфортное вождение.
5. Обеспечение постоянной скорости привода.
6. Уменьшается недостаточная поворачиваемость в поворотах.

Также прочтите | Что такое коробка передач?

4. Двухступенчатый дифференциал Дифференциал с двойным редуктором – Что такое дифференциал

В бортовых передачах имеется одноступенчатый редуктор. Это единственная редукторная передача в максимальных автомобилях и легковых автомобилях, а также в некоторых грузовиках средней грузоподъемности между карданным валом и колесами.Конечные передачи с двойным редуктором используются для большегрузных автомобилей. При таком расположении нет необходимости иметь большое зубчатое колесо для достижения требуемого передаточного числа.

Первая редукторная передача достигается за счет единой фиксированной конечной передачи посредством шестерни и зубчатого венца. Вторичная шестерня расположена на валу первичного зубчатого венца. Понижение второй шестерни является результатом вторичной шестерни, которая плотно соединяется с первичной зубчатой ​​передачей и приводит в движение более крупную косозубую шестерню, которая крепится к картеру дифференциала.

Двухступенчатые бортовые редукторы могут быть разработаны для транспортных средств, таких как 5-тонные грузовики. В большинстве коммерческих автомобилей такого размера используется одноступенчатая или двухступенчатая коробка передач.

Также прочтите | Что такое сцепление?

Часто задаваемые вопросы – Что такое дифференциал

Что такое дифференциал?

Дифференциал представляет собой набор шестерен, передающих мощность двигателя на колеса, при этом позволяя им вращаться с разной скоростью. При заднем приводе (RWD) дифференциал находится между задними колесами, которые связаны с трансмиссией карданным валом.

Какие бывают типы дифференциалов?

Между транспортными средствами используются четыре общих различия: открытые, с блокировкой, с ограниченным проскальзыванием и вектором крутящего момента.

Понравилась эта статья? Не забудьте поделиться им! ❤️

2.972 Как работает дифференциал

 

---

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Распределите мощность от трансмиссионного вала автомобиля к паре левых и правых колес (ПЕРВОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ), при этом позволяя колеса вращаться с разной скоростью (ВТОРАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ).

КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР: Дифференциал

---

ИСТОРИЯ: Впервые дифференциал был изобретен в Китае, в третий век,

г. н.э.

---

ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:

Компоненты дифференциала Система

Зубья шестерни : Коронная шестерня и Зубья ведущей шестерни спиральные, что позволяет двигаться вверх-вниз по неровной или неровной дороге. условия.

---

ОБЪЯСНЕНИЕ КАК ЭТО РАБОТАЕТ/ПРИМЕНЯЕТСЯ:

Зачем использовать дифференциал? : Когда машина поворачивает за угол, одно колесо на «внутренней» дуге поворота, а другое колесо находится на «за пределами.» Следовательно, внешнее колесо должно вращаться быстрее, чем внутреннее. один, чтобы покрыть большее расстояние за то же время. Таким образом, поскольку два колеса не движутся с одинаковой скоростью, необходим дифференциал. Автомобиль дифференциал размещается посередине между ведущими колесами спереди, сзади или обе оси (в зависимости от того, передне-, заднеприводная или полноприводная машина). В заднеприводные автомобили, дифференциал преобразует вращательное движение трансмиссии вал, лежащий параллельно движению автомобиля, к вращательному движению полуосей (на концах которых колеса), которые лежат перпендикулярно движению автомобиля.

В поворотах колеса по разному Скорости	Расположение дифференциала в автомобиле

Как это работает: Предполагая, что колеса не проскальзывают и не пробуксовывают управления, следующие два примера движения автомобиля описывают, как работает дифференциал, когда машина движется вперед и при повороте.(см. раздел «Дифференциал повышенного трения»). скольжение).

Дифференциал при въезде автомобиля Прямая линия (колеса с одинаковой скоростью)

Когда автомобиль движется прямо, оба колеса движутся с одинаковой скоростью скорость. Таким образом, свободно вращающиеся шестерни планетарной передачи вообще не вращаются. Вместо этого, как трансмиссионный вал вращает коронное колесо, вращательное движение передается непосредственно на полуоси, и оба колеса вращаются с угловой скоростью венца (имеют та же скорость).

Дифференциал при повороте автомобиля Угол (колеса 2 вне поворота)

Когда машина поворачивает, колеса должны двигаться с разной скоростью. В В этой ситуации сателлиты планетарной передачи вращаются относительно ведущего колеса при вращении. вокруг солнечных шестерен. Это позволяет неравномерно передавать скорость венца. два колеса.

---

ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:

Переменная	Описание	Метрическая система Единицы	Английский Единицы
v	Скорость при точка контакта между шестернями	м/с	дюйм/с
победа	Угловая скорость Коронная шестерня	рад/сек	об/мин
ш1	Угловая скорость одной шестерни/колеса	рад/сек	об/мин
w2	Угловая скорость других шестерен/колес	рад/сек	об/мин
р1	Радиус шага одна шестерня	м	в
р2	Радиус шага другое снаряжение	м	В
Штифт	Вход питания, от коробка передач	Вт	Мощность
Pвых1	Выход питания на Полуось левая	Вт	Мощность
Pвых2	Выход питания на Правая полуось	Вт	Мощность
Т1	Момент затяжки передается на левое колесо	Н-м	фут-фунт
Т2	Момент затяжки передается на правое колесо	Н-м	фут-фунт
N1	Количество зубьев на одной передаче	—	—
N2	Количество зубьев на другом редукторе	—	—

 

Иллюстрация для пояснения Передаточные числа

Передаточные числа: Соотношение скоростей между шестернями зависит от соотношения зубьев между двумя соседними шестернями, так что

w ₁ x N ₁ = w ₂ x N ₂ ,

, где w — соответствующая угловая скорость, а N — количество зубьев. на шестерне.

Скорость : Когда две шестерни соприкасаются и нет проскальзывания, v = w ₁ x r ₁ = w ₂ x r ₂ , где v — тангенциальная скорость в точке контакта шестерен, а r – соответствующая радиус шага шестерни. В дифференциале, поскольку скорость, передаваемая коронной шестерней используется обоими колесами (не обязательно движущимися с одинаковой скоростью),

w _в = (w ₁ + w ₂ ) / 2

Мощность: Как правило, каждое зубчатое зацепление приводит к снижению эффективности на 1-2%. три различных сетки от трансмиссионного вала к каждой из полуосей, система на самом деле будет 94% до 97% эффективности.Для упрощения предположим, что система на 100% эффективна; затем

Р _вх = Р _{вых1 +} Р _вых2 , или P _в = (T ₁ x w ₁ ) ₊ (T ₂ x w ₂ ),

, где P _в — потребляемая мощность от передачи на дифференциал, а P _вых – выходная мощность от дифференциал на колеса. T — крутящий момент, подаваемый на каждую полуось соответственно.

---

ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:

Вещи, которые могут ограничить или нарушить работу дифференциала включают контактные напряжения между шестернями, что ограничивает передачу крутящего момента, а также как усталость и потери из-за трения между шестернями.

---

LIMITED SLIP ДИФФЕРЕНЦИАЛ:

Если одно из колес, прикрепленных к дифференциалу, решит удариться об лед, например, он проскальзывает и вращается со всей скоростью, которую должен распределять дифференциал.Таким образом, механизм блокировки, или «дифференциал повышенного трения», позволяет одному колесу пробуксовывать или свободно вращаться, в то время как некоторый крутящий момент передается на другое колесо (надеюсь, на сухой земля!).

---

ДИАГРАММЫ/ГРАФЫ/ТАБЛИЦЫ:

Нет Представлено

---

ГДЕ НАЙТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ:

В задних мостах большинства легковых и грузовых автомобилей.

---

ССЫЛКИ/ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

http://www.srl.gatech.edu/education/ME3110/design-reports/RSVP/DR4/catalog/gearbas.htm

http://www.ul.ie/~gordons/lavelles/diflimed.html

Маколей, Дэвид. Как все работает , стр. 49

Конспект лекций, курс 2.72

---

Конструкция и работа дифференциала в автомобиле — MechStuff

В моей предыдущей статье мы видели, как поезда поворачивают на кривых путях. Что ж, в автомобилях мы не можем использовать тот же принцип для поворота за угол, поскольку наши автомобили не ездят по гусеницам.Поэтому мы не можем проектировать наши шины как колеса поезда. На заре автомобильной промышленности двигатель приводил в движение только одно заднее колесо. Но если бы двигатель приводил в движение только одно колесо, ему приходилось бы всю работу, а также он не мог бы поддерживать хорошее сцепление с дорогой.

Итак, если мы ведем или подаем мощность на оба колеса, внешнему колесу приходится преодолевать большее расстояние, чем внутреннему, при выполнении поворота. Вот почему нам нужен дифференциал — чтобы оба колеса двигались с разной скоростью!

Конструкция дифференциала:-

Стандартный дифференциал в основном состоит из 3 частей –
1.Шестерня
2. Зубчатый венец и
3. Шестерня крестовины

Шестерня передает мощность от двигателя на зубчатый венец. Шестерня крестовины находится на внутренней кромке зубчатого венца. свободно вращается по 2 осям-

1. вместе с вращением зубчатого венца и

2. вокруг своей оси(вращение)
Также крестовина соединена еще с двумя боковыми шестернями.

Работа дифференциала:-

Итак, сначала мощность передается от приводного вала двигателя к ведущей шестерне, поскольку ведущая шестерня и зубчатый венец находятся в зацеплении, мощность передается на зубчатый венец.Поскольку крестовина соединена с зубчатым венцом, к ней поступает мощность. Наконец, от крестовины мощность передается на обе боковые шестерни.

– Когда автомобиль движется прямо , крестовина не вращается и заставляет ОБЕ боковые шестерни вращаться с одинаковой скоростью.

– Когда транспортное средство движется по кривой дороге , сама крестовина вращается, и одна из боковых шестерен движется медленнее или быстрее, чем другая. Что будет быстрее, а что медленнее, определяется поворотом.

Обязательно посмотрите видео. Уверяю вас на 100% гарантию понимания всего этого.
Вот самая простая демонстрация…!
, вы можете перейти к 1:56, если хотите пропустить скучную часть.

[Источник]

Дифференциал повышенного трения —

Дифференциал повышенного трения или LSD — это самые современные и сложные дифференциалы, используемые сегодня в автомобилях.

Самым большим недостатком обычного дифференциала является то, что условие проскальзывания возникает только на одном колесе.Дифференциал передает всю мощность тому, который имеет наименьшее сопротивление. Это тратит слишком много энергии. Вместе с тем, это не помогает машине выйти из состояния пробуксовки. Здесь вступают в действие ЛСД.

Конструкция дифференциала повышенного трения

Дифференциал повышенного трения ограничивает передачу крутящего момента или мощности на одно колесо и передает его на другое колесо. Это делается путем добавления предварительно нагруженной пружины или пакетов сцепления .

Типы дифференциалов повышенного трения –

1. Фиксированное значение
2. Чувствительный к крутящему моменту
3. Чувствительный к скорости и
4. С электронным управлением

Рекомендуемая статья для автолюбителей –

What Зачем нам это нужно? Работа и типы с анимацией!

Все типы анимации тормозов, используемые в автомобиле!

Сопутствующие

Принцип работы дифференциала

Вы уже знаете, как работает двигатель, а также изучили принцип работы коробки передач.Однако для того, чтобы передать мощность двигателя на колеса, необходимо пройти через последнюю систему, которая является дифференциалом. Дифференциальный комплект обычно устанавливается вместе с главной передачей, также известной как мост.

Дифференциал на автомобиле выполняет три основные задачи:

— Передача крутящего момента двигателя на колеса.

— Действует как последний механизм замедления перед передачей крутящего момента на колеса.

— Передача крутящего момента на колеса, позволяющая им вращаться с разной скоростью.

В этой статье мы узнаем, зачем вашему автомобилю нужен дифференциал, а затем давайте изучим принцип его работы и узнаем о некоторых современных автомобильных дифференциалах.

Наведите указатель мыши на сигнальные огни, чтобы увидеть разницу радиусов поворота между колесами

Следует знать, что колеса крутятся с разной скоростью, особенно при вращении. Посмотрите на диаграмму моделирования ниже. Каждое колесо будет преодолевать разные расстояния, когда автомобиль поворачивает, внутренние колеса проходят более короткие расстояния, чем внешние колеса.Это означает, что внутренние колеса будут вращаться с меньшей скоростью, чем внешние колеса.

Для пассивных колес, таких как передние колеса заднеприводного автомобиля, ничто не связывает движение между ними и действует независимо друг от друга. Однако задние колеса имеют звено для получения одинаковой мощности от одного двигателя и одной коробки передач. Без дифференциала два задних колеса будут заблокированы вместе, вынужденные вращаться с одинаковой скоростью. Это затруднит поворот.Чтобы машину загнали в угол, убедитесь, что колесо крутится. При нынешних технологиях изготовления шин и бетонных дорог сила удара заставит колесо пробуксовывать. Эта сила будет передаваться от одного бокового колеса к другому через вал колеса, увеличивая силу кручения, действующую на вал колеса.

Что такое дифференциал?

Дифференциал — это устройство, используемое для разделения крутящего момента двигателя на две линии, позволяющее двум сторонам колеса вращаться с двумя разными скоростями.Мы можем найти дифференциал во всех современных легковых и грузовых автомобилях, и особенно в полностью автономных четырехколесных транспортных средствах. Каждый активный мост этих автомобилей нуждается в дифференциале и, естественно, между передними и задними колесами также необходим, потому что при прохождении поворотов расстояние между передними и задними колесами также разное.

Для полуактивных четырехколесных транспортных средств нет необходимости в дифференциале между передними и задними колесами; вместо этого они сцеплены вместе, чтобы двигаться с одинаковой скоростью.Это объясняет, почему эти автомобили застревают на бетонной дороге при использовании системы полного привода.

Будут ли колеса вращаться с разной скоростью? Мы только что начали с простейшей формы мостового дифференциала, также называемого разомкнутым дифференциалом. Здесь мы придумаем некоторые другие термины. Изображение ниже расскажет нам о некоторых основных компонентах открытого дифференциала.

Когда автомобиль движется прямо по дороге, оба колеса вращаются с одинаковой скоростью.Шестерня на входе будет вращать зубчатый венец и корпус дифференциала, нет ни одной шестерни поворотного дифференциала, две краевые шестерни заблокированы вместе и с крышкой дифференциала.

Нажмите кнопку « Прямо «, чтобы отслеживать относительное движение шестерен, когда автомобиль движется прямо.
Нажмите кнопку « Повернуть «, чтобы контролировать относительное перемещение передач, когда автомобиль движется прямо.

Обратите внимание, что входная шестерня намного меньше, чем зубчатый венец, это последняя пара шестерен замедления автомобиля, и их передаточное число является передаточным числом последней передачи.Если говорить о конечном передаточном числе 4,10, то это в 4,10 раза больше, чем у входной передачи.

При повороте автомобиля колеса должны будут вращаться с разной скоростью. На картинке выше вы можете видеть, что шестерни на корпусе дифференциала будут вращаться, как только автомобиль начнет менять направление, позволяя колесам двигаться с разной скоростью. Внутренние колеса вращаются медленнее корпуса дифференциала, а внешние колеса вращаются быстрее.

Открытый дифференциал — при прямолинейном движении

Проблемы и неприятности? Наборы открытых дифференциалов всегда обеспечивают фиксированный крутящий момент для каждого колеса.Есть два фактора, определяющих подачу крутящего момента на колеса, устройство и тяга. В условиях сухой дороги хорошее сцепление с дорогой, величина крутящего момента, подаваемого на колеса, ограничена двигателями и коробками передач; но в условиях плохого сцепления, например при движении автомобилей по льду, значение крутящего момента ограничивается точкой, в которой колеса проскальзывают. Так что, даже если двигатель автомобиля такой же мощный, крутящий момент не будет передаваться на землю, потому что колеса крутятся. В то время, если вы намеренно действовали сильнее, ваши колеса крутились быстрее, но машина оставалась на месте.

Нажмите кнопку « Воспроизвести «, чтобы увидеть относительное движение передач в открытом дифференциале, когда автомобиль движется прямо.

Нажмите кнопку » Воспроизвести «, чтобы увидеть относительное движение шестерен в открытом дифференциале, когда автомобиль поворачивает.

Если вы когда-либо ездили по льду, вы знаете, как облегчить выход из машины. Вы не должны уходить с номером один, вместо этого вы должны попытаться использовать номер два или даже номер три.Это гарантирует, что коробка передач автомобиля обеспечивает низкий крутящий момент, и поэтому автомобиль, вероятно, «уползет» без «трех минут».

Однако, что происходит, когда одна сторона колеса имеет хорошее сцепление с дорогой, а другая сторона находится в грязи? Это проблема, над решением которой должен работать открытый дифференциал.

Имейте в виду, что открытый дифференциал всегда обеспечивает одинаковый крутящий момент для обоих колес, а максимальное значение крутящего момента будет ограничено там, где колеса не буксуют. Не требуется большого крутящего момента, чтобы заставить колесо пробуксовывать на льду, но колеса с хорошим сцеплением получают только такое же значение крутящего момента.Ваш автомобиль не может добиться оптимального сцепления с дорогой.

Сложнее «Внедорожник»! Помимо вышеперечисленных недостатков, открытые дифференциалы также могут доставить вам гораздо больше неприятностей при езде по плохим дорогам. Если у вас активный грузовик или четырехколесный грузовой автомобиль с открытым дифференциалом как для переднего, так и для заднего колеса, вы можете увязнуть. Помните, что мы работаем над открытыми дифференциалами, которые всегда обеспечивают одинаковый крутящий момент для колес. Если переднее или заднее колесо не заблокировано, они будут вращаться свободно.

Решением этой проблемы является самоблокирующийся дифференциал (LSD или positraction). Этот дифференциальный дифференциал использует различные механизмы, чтобы активировать дифференциал при прохождении поворотов. Когда колесо не вращается, они передают полезный крутящий момент в сторону колеса без проскальзывания, чтобы эффективно использовать крутящий момент двигателя. Здесь мы узнаем о типах LSD, включая LSD муфтового типа, вискомуфту, блокировку дифференциала и дифференциал Torsen.

Дифференциал с ограничителем проскальзывания типа LSD

Вероятно, это самый распространенный тип дифференциала повышенного трения.Дифференциал этого типа имеет все компоненты открытого дифференциала, но имеет дополнительную пружинную коробку и муфту. Некоторые комплекты имеют коническую муфту, синхронизированную с механической коробкой передач.

Пружинная коробка раздвигает боковые шестерни от дисков сцепления, прикрепленных к крышке дифференциала. Все шестерни вращаются вместе с корпусом, когда два колеса вращаются с одинаковой скоростью, и в этой муфте на данный момент нет необходимости. Но если что-то заставляло одно колесо вращаться быстрее, чем другое, например, при прохождении поворотов, сразу включалось сцепление.Он работает против того, чтобы оба колеса вращались с одинаковой скоростью. Если одно колесо хочет вращаться быстрее, чем другое колесо, оно должно пробуксовывать сцепление. Жесткость пружины и сила трения сцепления будут определять значение крутящего момента, при котором сцепление будет проскальзывать.

Возвращаясь к вышеописанной ситуации, если одно колесо катится по ленте, а другое колесо имеет очень хорошее сцепление с дорогой, с этим дифференциалом повышенного трения даже скользящие колеса не могут передать крутящий момент на землю. Торт с другой стороны также будет передавать достаточный крутящий момент, чтобы транспортное средство отъехало от болота.Крутящий момент, подаваемый на колесо, не находящееся на ленте, уравновешивает оставшееся значение крутящего момента после проскальзывания сцепления. В результате вы смогли двигаться вперед по раскисшей грязи.

Вискомуфта (вязкостная муфта)

Клеевые соединения часто можно увидеть на автомобилях с полностью активными колесами. Он используется для соединения задних колес с передними, чтобы при выходе из строя одной пары колес крутящий момент передавался на другую пару колес.

Клеевое соединение представляет собой два комплекта фрикционных дисков, размещенных внутри замкнутого пространства, заполненного жидкостью (обычно специальным гидравлическим маслом) с высокой вязкостью. Каждый комплект фрикционных дисков соединен с одним концом вала. В нормальных условиях оба комплекта фрикционных дисков и гидравлическое масло в муфте вращаются с определенной скоростью. Когда пара колес пытается вращаться быстрее, что может быть, например, проскальзыванием, фрикционные диски, соответствующие более быстро вращающимся колесам, также вращаются быстрее.В этот момент гидравлическое масло в пространстве между двумя наборами фрикционных дисков будет быстро работать с одним и тем же набором фрикционных дисков. Это приведет к тому, что крутящий момент будет передаваться от более быстро вращающихся колес к более медленно вращающимся колесам, что сделает колесо более скользким.

При повороте автомобиля разница скоростей между колесами не такая большая, как при пробуксовке одного из них. Один из двух наборов фрикционных дисков вращается быстрее, чем другой (соответственно, чем больше скользящих колес), тем больше крутящий момент, используемый комплектом клеевой муфты.Таким образом, эффект этого типа сцепления при повороте автомобиля недоступен, поэтому самый большой недостаток, очевидно, заключается в том, что не требуется преобразования крутящего момента до того, как начнется явление скольжения.

Чтобы было легче понять, разберем простую иллюстрацию: Вы кладете стеклянную тарелку, глубокую, маленькую, в которую может поместиться утиное яйцо, на вращающееся основание, стоящее на столе. Ловко вбейте яйцо в блюдо, чтобы желток не разбился. В это время желток яйца находится в середине пластины и окружает белок.Резко поверните диск. Обратите внимание, что вначале яичный желток не вращается вместе с тарелкой, а только через некоторое время поворачивается вместе с тарелкой. Это можно объяснить вязким трением яичного белка, заставляющим желток вращаться вместе с тарелкой. Если при совместном вращении диска и желтка внезапно зажать диск, то желток сразу же медленно вращается, а затем перестает следовать за диском. Соприкасаясь с вышеуказанным соединением, мы видим, что пластина и желток представляют собой два набора фрикционных пластин, а белки куриных яиц имеют тот же эффект, что и гидравлическое масло, и их принцип работы показан в приведенном выше примере.

Блокировка дифференциала Блокировка дифференциала и датчик крутящего момента дифференциала Torsen

Блокировка дифференциала очень полезна, если ваш автомобиль едет по очень плохой дороге. Его конструкция аналогична открытому дифференциалу, но в сочетании с гидравлической, пневматической или электрической структурой блокирует выходные шестерни вместе. Этот дифференциальный механизм управляется для открытия и закрытия в основном с помощью переключателя, и когда он работает, колеса вращаются с одинаковой скоростью.

Дифференциал Torsen представляет собой законченное механическое устройство, не имеющее электронного управления, сцепления и гидравлического привода.

Дифференциалы Torsen (сочетающие «крутящий момент» и «датчик», то есть датчик крутящего момента) работают как открытый дифференциал, когда значение крутящего момента каждого колеса уравновешено. Но как только какое-то колесо теряет сцепление, разница в крутящем моменте приводит к соприкосновению шестерен дифференциала Torsen. Конструкция шестерен в дифференциале будет определять отношение разницы крутящего момента. Например, если спроектировать специальный дифференциал Torsen с передаточным отношением 5:1, он сможет обеспечить крутящий момент на колесо с хорошей силой сцепления в 5 раз больше, чем на юзовое колесо.

Эти устройства часто используются в автомобилях с полностью активными колесами с высоким КПД. Подобно липким соединениям, они часто используются для преобразования мощности между передними и задними колесами. В этих двух категориях дифференциал Torsen лучше, чем дифференциал с клеевой муфтой, потому что они передают крутящий момент, как только может произойти явление проскальзывания. Однако, если пара колес полностью потеряет сцепление с дорогой, дифференциал Torsen не сможет передать какой-либо крутящий момент другой паре колес, потому что разница будет определять, какой крутящий момент будет передаваться.изменить, и, конечно, 5 раз 0 должно быть 0.

Нгок Хай (перевод)

Как это работает | Двигатель Бэббиджа

Принцип работы разностных двигателей

Разностные машины названы так из-за математического принципа, на котором они основаны, а именно метода конечных разностей.В общем, для вычисления значения полинома может потребоваться любое или все операции сложения, вычитания, умножения и деления.

Преимущество метода конечных разностей состоит в том, что он устраняет необходимость в умножении и делении и позволяет вычислять значения полинома только с помощью простого сложения. Сложение двух чисел с помощью зубчатых колес реализовать проще, чем умножение или деление, поэтому этот метод упрощает сложный механизм.

Если известны первые несколько значений многочлена, остальные можно вычислить, используя простое многократное сложение.Метод проиллюстрирован на диаграмме выше для функции F(x) = x ² + 4. Значения x показаны в первом столбце, каждый раз увеличиваясь на 1 (x = 1, 2, 3, 4… .). Значения функции x ² + 4 показаны во втором столбце, причем первые четыре значения вычислены арифметикой в ​​уме или вручную (5, 8, 13, 20).

Следующим шагом является вычисление первой и второй разностей. Первые различия показаны в третьем столбце и рассчитываются путем вычитания последовательных значений из предыдущего столбца, как показано сплошными стрелками слева направо (8-5=3, 13-8=5 и т. д.).). Вторые разности рассчитываются путем вычитания первых пар разностей, и они показаны в последнем столбце.

При вычислении этих начальных значений остальные значения функции могут быть рассчитаны в обратном порядке. Значения, которые мы хотим рассчитать, показаны под верхней пунктирной линией. Для этого многочлена вторая разность есть константа (2). Чтобы вычислить значение функции для x=5, постоянная разность (2) добавляется к первой разности (7), чтобы получить следующую первую разность (9) (красная стрелка), которую затем можно добавить к последнему значению функции. (синяя стрелка), чтобы получить F(5) = 29.Это желаемый результат, достигаемый без выполнения умножения.

Затем процесс можно повторить, чтобы получить следующую первую разность (11), которую можно добавить к последнему значению функции, чтобы получить F(6) = 40 и т. д. С помощью этого метода можно вычислить любой многочлен второй степени. и, вообще говоря, любой многочлен степени n ^th можно вычислить, используя только сложение, начиная с разности n ^th .