Схема мотора: Общее устройство двигателя автомобиля, схема работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Схема мотора старого истребителя покоряет «Ф-1»: «Мерседес» нашел ее случайно и перенес в гонки с помощью отдела грузовиков — Ностальгия и модерн — Блоги

С нее начался лучший гоночный двигатель современности.

«Мерседес» практически приватизировал «Формулу-1» с 2014-го: с переходом на гибридные турбомоторы V6 личные титулы и Кубки конструкторов доставались исключительно немецкому производителю. Преимущество перед конкурентами оказалось катастрофически велико: не помогали даже экстренные правки регламента вроде расширения доступных составов шин (для повышения вариативности стратегий), перестройки машины с прицелом под максимальную прижимную силу (для снижения важности пиковой мощности), упрощения антикрыльев (ради предоставления шансов на обгоны), запрете особых сверхагрессивных «квалификационных режимов» и гидравлической подвески, меняющей просвет. Что бы ни придумывали «Ред Булл», «Феррари» или Международная автомобильная федерация – «Мерседес» все равно остается в топе.

Как же им удалось построить настолько шикарную силовую установку? Прежде всего, конечно, благодаря раннему старту: работа над цилиндрами для нового мотора началась еще в 2010-м (хоть тогда инженеры и ждали атмосферного V4). Остальные подключились в 2012-м после финализации регламента (летом 2011-го) – хоть ребята из Бриксуорта и промахнулись мимо точной конфигурации правил, но к тому моменту у них уже был одноцилиндровый прототип. Также к тому моменту уже существовал рекуператор кинетической энергии, заряжающий аккумуляторы от замедления колес на торможении – раньше он назывался KERS (теперь MGU-K). Оставалось только «раздуть» двигатель внутреннего сгорания до шести цилиндров, навертеть на него турбину и добавить MGU-H – рекуператор тепловой энергии, вырабатывавший электричество из выхлопных газов.

Оставалась только одна проблема – моторное подразделение «Мерседеса» никогда раньше не занималось разработкой турбированных силовых установок. Опыт и знания просто отсутствовали – опереться было не на что, и спецы из Бриксуорта обращались за советами везде, где только можно. В процессе инженеры и обнаружили интересную идею для турбины, выстроили вокруг нее мотор – и встряхнули «Формулу-1».

«Мне нравится одна история о «Мерседесе»: в 2012-м и 2013-м они исследовали регламент и прикидывали варианты облика мотора и турбины, – рассказал технический эксперт чемпионата Сэм Коллинс в одном из выпусков Teck Talk на F1TV. – И помните: до того момента инженеры отдела двигателей команды никогда не производили гоночных турбированных силовых установок. И они обратились за советом к подразделению грузовиков «Даймлера» – чтобы узнать, как же проектируются реально большие турбо.

И есть один слух, про который в «Мерседесе» то говорят как о чистой правде, то как об обычной байке. Инженеры отправились в университет Крэнфилда (единственный в Британии с собственным аэропортом и самолетами для аэрокосмической программы – Sports.ru). Там есть старая взлетная полоса, а на ней – огромный-огромный мотор «Роллс-Ройс» Pegasus, его раньше использовали для боевых самолетов. И увидели на нем схему с разделением турбо и нагнетателя!

Дальше, когда в процессе исследования литературы по авиационным моторам за чаем, кто-то решил – «да это хорошая идея!» Потому они и называют теперь иногда эту деталь «Турбиной Пегаса».

Теперь схему с разделением турбины уже переняли в «Хонде», планируют скопировать в «Рено» и рассматривают в «Феррари». А отличия между нынешними моторами «Ф-1» вместе с преимуществом «Турбины Пегаса» разобрал Крэйг Скарборо.

«В современном моторе для «Ф-1» – достаточно ограничений: регламентом предписаны 1,6 литра, угол наклона цилиндров в 90 градусов, даже точки крепления к шасси – они одинаковы для всех производителей. Турбина обязана находится на центральной линии – много вещей, которые нельзя менять. Потому когда дело доходит до компоновки, все решают умные детали расположения гибридных элементов, программирование и так далее.

Я упрощенно нарисовал все моторы. Вот это – «Рено». Турбонагнетатель – позади (обведен красным кругом). MGU-H в середине (желтый круг), MGU-K – справа (бордовый круг).

Вполне стандартная конструкция, и единственная особенность – входной отсек (синий круг). Отсюда воздух забирается, следует в интеркулер для охлаждения, а потом смешивается с топливом и поступает в цилиндры.

А еще у «Рено» – один из самых низкооборотистых моторов (примерно на 100 об/мин меньше, чем у остальных), и мы до сих пор не знаем, почему.

Теперь к «Феррари» – у нее тоже турбина позади, но ее питают по-другому, потому у Скудерии иногда и возникают неполадки с мощностью. Итальянцы используют водяное охлаждение со сложной системой воздуховодов.

Взглянем на «Хонду»: базовая схема архитектуры практически такая же, но турбина смонтирована спереди мотора. Но ее все равно по-прежнему питают отработанные газы – и она соединена с MGU-H и выхлопной системой длинным валом, расположенным в середине V-развала.

Именно это и представил «Мерседес» в 2014-м – их главная моторная инновация в «Ф-1», которую я раньше не видел в других гоночных видах и даже на дорожных машинах.

Главный плюс такой системы – упрощение вопросов компоновки. «Феррари», например, нужно «тащить» воздух через весь мотор к турбине, а затем обратно – в интеркулер, а это больше трубок. А здесь воздух через большие заборники по бокам машины сразу поступает в турбину, а потом вверх, в интеркулер. Получается более изящная и эффективная компоновка. Вот почему «Хонда» сразу на нее перескочила, и появились слухи о попытках остальных тоже перестроить моторы для 2022-го.

А вот и «Мерседес».

Их мотористы увеличили объем камеры для интеркулера – и потому теперь на корпусе появились «вздутия», как и у «Астон Мартин».

«Мерседес» полгода гоняет в «Ф-1» со странными буграми на корпусе. Это последствия новации мотора: они повышают мощность

И теперь «Альпин» тоже следует пути разделения турбины – новую версию мотора для 2022-го спалили на видео первого визита Фернандо Алонсо на базу в Вири.

«Да, мы изучаем этот вопрос», – подтвердил в интервью главный моторист «Рено» Реми Таффен.

Причем изначально грандиозное обновление мотора планировали на 2021-й, но пандемия все поломала – в итоге «Альпин» радикально пересмотрела планы и сократила затраты на нынешний сезон (поначалу даже пользовалась прошлогодними шасси).

«Феррари» же при разработке нового «супер-быстрого» мотора (это не шутка) сконцентрировалась прежде всего на компактности, апгрейде камеры сгорания и очень короткой фазой зажигания – но также Скудерия рассматривает и разделение турбины. Но пока полной определенности насчет трансфера технологии нет: итальянское подразделение Motorsport уверяет, будто все решено и копирование схемы «Мерседеса» уже в процессе, а The Race (запущен бывшей редакцией Autosport) инсайдит об отказе от новации. Возможно, итальянцы просто не хотят выдавать истинных планов – хотя общий поток слухов из паддока уже подтверждает: технология немецкой команды превращается в стандарт.

Но на пути «Мерседеса» к подготовке финальной гоночной версии мотора встретились и трудности – видимо, как раз от нехватки опыта. К примеру, о легендарном качестве не было и речи – судя по рассказу бывшего главного моториста немецкой команды Энди Коуэлла, в Бриксоурте перед дебютом турбодвигателя готовились к полному провалу.

«Был момент, когда мы думали: «О, боже!». Серьезный момент – и сейчас я еще выражаюсь культурно – перед Гран-при Великобритании в 2013-м. Мы использовали систему проверок для контроля качества. И каждый раз проверка проваливалась.

У нас перед глазами стояли восемь болидов в Мельбурне, ожидающие силовые установки, и мы пытались понять, сколько моторов нужно взять с собой, чтобы не опозориться. А потом осознали, что производство необходимо начать уже через два месяца. Проверка качества была мучительной – мы просто думали: «Дерьмо собачье». Словно оказались в лодке без весла. Мотор держался в тестовой ячейке лишь час – а потом его приходилось полностью перестраивать! 

Это высасывало все соки из нашего инженерного штаба. Все пытались разобраться, но никто не хотел использовать эту версию в гонках и в производстве: мы просили собрать не 10, а 20 экземпляров, потому что первые моторы взорвались. На первом гоночном двигателе вылетела передача и разлетелась на множество частей после 50 километров, вынеся весь привод.

Двигатель внутреннего сгорания был большой неизвестной, передача умирала слишком рано, MGU-K ломался, MGU-H ломался, с турбонаддувом и контрольной электроникой возникали проблемы, ERS модифицировали… Фактически каждая система не была протестирована в желаемой степени.

Перед Мельбурном мы думали: не можем за ночь совершить волшебство – придется просто ставить следующий мотор. Дойдем ли мы до позорной точки, когда нам нечего будет ставить, потому что все взорвалось?»

История создания лучших моторов нынешней «Ф-1»: «Мерседес» сперва ошибся с числом цилиндров и не успевал собрать партию в срок

Но, как выяснилось, дела у соперников обстояли еще хуже – немецкий мотор хотя бы оказался мощным: сходу выиграл у конкурентов от 30 до 50 л.с. Более того, его обогнала лишь «Феррари» в 2018-м и 2019-м – и то исключительно из-за решений с сомнительной легальностью (после ФИА закрыла лазейку и обрекла итальянцев на очищение серединой пелотона в 2020-м). По правилам же «Мерседес» догнали только теперь – мотор «Хонды» с начала 2021-го по замерам GPS выдает примерно такую же пиковую мощность (небольшие различия проявляются от трека к треку в зависимости от износа используемых деталей и агрессивности настроек). И как раз японская компания первой адаптировала новацию немцев – вряд ли потому их прогресс можно считать простым совпадением.

Но «Мерседес» воцарился в «Ф-1» не только благодаря одной лишь «Турбине Пегаса» – по признанию главного конструктора команды Джона Оуэна, моторное подразделение просто лучше всех отстроило процессы тестов, разработок и экспериментов с деталями.

«По сути, у нас было три двигателя, – вспомнил Оуэн, – Первый, думаю, весил 250 килограммов и был практически неубиваемым. С его помощью предполагалось следить за развитием по мощности.

Потом мы сделали второй – очень хрупкий, который потребовался для изучения надежности – на нем почти не велись исследования по повышению мощности. Третий мотор был чем-то средним – для гонок.

 

Снимаю шляпу перед Бриксоуртом за очень умную стратегию. Просто отличный подход. Мы слышали, другие команды пытались одновременно заниматься и мощностью, и надежностью, а в итоге потеряли много времени из-за поломок и невозможности развить мотор. Очень хорошая идея – вот почему мы оказались хороши».

«Мерседес» искал у Ферстаппена слишком прокачанный мотор – теперь «Хонда» призналась. Обхитрила правила, но Макс все равно медленнее на прямых

«Ф-1» готовит новые моторы: ради «Порше» и «Ауди» уберет главную фишку современных двигателей и радикально снизит стоимость

Фото: formula1.com/en; globallookpress.com/Hoch Zwei/ZUMAPRESS.com, Wang Lili/Xinhua, HOCH ZWEI via www.imago-images.d/www.imago-images.de; REUTERS/Mike Blake

Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети

Схемы подключения трехфазного двигателя — двигатели, рассчитанные на работу от трехфазной сети, имеют производительность гораздо выше, чем однофазные моторы на 220 вольт. Поэтому, если в рабочем помещении проведены три фазы переменного тока, то оборудование необходимо монтировать с учетом подключения к трем фазам. В итоге, трехфазный двигатель, подключенный к сети, дает экономию энергии, стабильную эксплуатацию устройства. Не нужно подключать дополнительные элементы для запуска. Единственным условием хорошей работы устройства является безошибочное подключение и монтаж схемы, с соблюдением правил.

Из множества созданных схем специалистами для монтажа асинхронного двигателя практически используют два метода:

• Схема звезды.
• Схема треугольника.

Названия схем даны по методу подключения обмоток в питающую сеть. Чтобы на электродвигателе определить, по какой схеме он подключен, необходимо посмотреть указанные данные на металлической табличке, которая установлена на корпусе двигателя.

Даже на старых образцах моторов можно определить метод соединения статорных обмоток, а также напряжение сети. Эта информация будет верна, если двигатель уже был в эксплуатации, и никаких проблем в работе нет. Но иногда нужно произвести электрические измерения.

Схемы подключения трехфазного двигателя звездой дают возможность плавного запуска мотора, но мощность оказывается меньше номинального значения на 30%. Поэтому по мощности схема треугольника остается в выигрыше. Существует особенность по нагрузке тока. Сила тока резко увеличивается при запуске, это отрицательно сказывается на обмотке статора. Возрастает выделяемое тепло, которое губительно воздействует на изоляцию обмотки. Это приводит к нарушению изоляции, и поломке электродвигателя.

Много европейских устройств, поставленных на отечественный рынок, имеют в комплекте европейские электродвигатели, действующие с напряжением от 400 до 690 В. Такие 3-фазные моторы необходимо монтировать в сеть 380 вольт отечественного напряжения только по треугольной схеме обмоток статора. В противном случае моторы сразу будут выходить из строя. Российские моторы на три фазы подключаются по звезде. Изредка производится монтаж схемы треугольника для получения от двигателя наибольшей мощности, применяемой в специальных видах промышленного оборудования.

Изготовители сегодня дают возможность подключать трехфазные электромоторы по любой схеме. Если в монтажной коробке три конца, то произведена заводская схема звезды. А если есть шесть выводов, то мотор можно подключать по любой схеме. При монтаже по звезде нужно три вывода начал обмоток объединить в один узел. Остальные три вывода подать на фазное питание напряжением 380 вольт. В схеме треугольника концы обмоток соединяют последовательно по порядку между собой. Фазное питание подсоединяется к точкам узлов концов обмоток.

Проверка схемы подключения мотора

Представим худший вариант выполненного подключения обмоток, когда на заводе не обозначены выводы проводов, сборка схемы проведена во внутренней части корпуса мотора, и наружу выведен один кабель. В этом случае необходимо разобрать электродвигатель, снять крышки, разобрать внутреннюю часть, разобраться с проводами.

Метод определения фаз статора

После разъединения выводных концов проводов применяют мультиметр для измерения сопротивления. Один щуп подключают к любому проводу, другой подносят по очереди ко всем выводам проводов, пока не найдется вывод, принадлежащий к обмотке первого провода. Аналогично поступают на остальных выводах.  Нужно помнить, что обязательна маркировка проводов, любым способом.

Если в наличии нет мультиметра или другого прибора, то используют самодельные пробники, сделанные из лампочки, проводов и батарейки.

Полярность обмоток

Чтобы найти и определить полярность обмоток, необходимо применить некоторые приемы:

• Подключить импульсный постоянный ток.
• Подключить переменный источник тока.

Оба способа действуют по принципу подачи напряжения на одну катушку и его трансформации по магнитопроводу сердечника.

Как проверить полярность обмоток батарейкой и тестером

На контакты одной обмотки подключают вольтметр с повышенной чувствительностью, который может отреагировать на импульс. К другой катушке быстро присоединяют напряжение одним полюсом. В момент подключения контролируют отклонение стрелки вольтметра. Если стрелка двигается к плюсу, то полярность совпала с другой обмоткой. При размыкании контакта стрелка пойдет к минусу. Для 3-й обмотки опыт повторяют.

Путем изменения выводов на другую обмотку при включении батарейки определяют, насколько правильно сделана маркировка концов обмоток статора.

Проверка переменным током

Две любые обмотки включают параллельно концами к мультиметру. На третью обмотку включают напряжение. Смотрят, что показывает вольтметр: если полярность обеих обмоток совпадает, то вольтметр покажет величину напряжения, если полярности разные, то покажет ноль.

Полярность 3-й фазы определяют путем переключения вольтметра, изменения положения трансформатора на другую обмотку. Далее, производят контрольные измерения.

Схема звезды

Этот тип схемы подключения трехфазного двигателя образуется путем соединения обмоток в разные цепи, объединенные нейтралью и общей точкой фазы.

Такую схему создают после того, как проверена полярность обмоток статора в электромоторе. Однофазное напряжение на 220В через автомат подают фазу на начала 2-х обмоток. К одной врезают в разрыв конденсаторы: рабочие и пусковые. На третий конец звезды подводят нулевой провод питания.

Величину емкости конденсаторов (рабочих) определяют по эмпирической формуле:

С = (2800 · I) / U

Для схемы запуска емкость повышают в 3 раза. В работе мотора при нагрузке нужно контролировать величину токов обмоток измерениями, корректировать емкость конденсаторов по средней нагрузке привода механизма. В противном случае произойдет, перегрев устройства, пробой изоляции.

Подключение мотора в работу хорошо делать через выключатель ПНВС, как показано на рисунке.

В нем уже сделана пара контактов замыкания, которые вместе подают напряжение на 2 схемы путем кнопки «Пуск». Во время отпускания кнопки цепь разрывается. Такой контакт применяют для запуска цепи. Полное отключение питания делают, нажав на «Стоп».

Схема треугольника

Схемы подключения трехфазного двигателя треугольником является повтором прошлого варианта в запуске, но имеет отличие методом включения обмоток статора.

Токи, проходящие в них, больше значений цепи звезды. Рабочие емкости конденсаторов нуждаются в повышенных номинальных емкостях. Они рассчитываются по формуле:

С = (4800 · I) / U

Правильность выбора емкостей также вычисляют по отношению токов в катушках статора путем измерения с нагрузкой.

Двигатель с магнитным пускателем

Трехфазный электродвигатель работает через магнитный пускатель по аналогичной схеме с автоматическим выключателем. Такая схема имеет дополнительно блок включения и выключения, с кнопками Пуск и Стоп.

Одна фаза, нормально замкнутая, соединенная с мотором, подключается к кнопке Пуск. При ее нажатии контакты замыкаются, ток идет к электромотору. Необходимо учитывать, что при отпускании кнопки Пуск, клеммы разомкнутся, питание отключится. Чтобы такой ситуации не произошло, магнитный пускатель дополнительно оборудуют вспомогательными контактами, которые называют самоподхватом. Они блокируют цепь, не дают ей разорваться при отпущенной кнопке Пуск. Выключить питание можно кнопкой Стоп.

В результате, 3-фазный электромотор можно подключать к сети трехфазного напряжения совершенно разными методами, которые выбираются по модели и типу устройства, условиям эксплуатации.

Подключение мотора от автомата

Общий вариант такой схемы подключения выглядит как на рисунке:

Здесь показан автомат защиты, который выключает напряжение питания электромотора при чрезмерной нагрузке по току, и по короткому замыканию. Автоматический защитный выключатель – это простой 3-полюсный выключатель с тепловой автоматической характеристикой нагруженности.

Для примерного расчета и оценки нужного тока тепловой защиты, необходимо мощность по номиналу двигателя, рассчитанного на работу от трех фаз, увеличить в два раза. Номинальная мощность указывается на металлической табличке на корпусе мотора.

Такие схемы подключения трехфазного двигателя вполне могут работать, если нет других вариантов подключения. Длительность работы нельзя прогнозировать. Это тоже самое, если скрутить алюминиевый провод с медным. Никогда не знаешь, через какое время скрутка сгорит.

При применении схемы подключения трехфазного двигателя нужно аккуратно выбрать ток для автомата, который должен быть на 20% больше тока работы мотора. Свойства тепловой защиты выбрать с запасом, чтобы при запуске не сработала блокировка.

Если для примера, двигатель на 1,5 киловатта, наибольший ток 3 ампера, то автомат нужен минимум на 4 ампера. Преимуществом этой схемы соединения мотора является низкая стоимость, простое исполнение и техобслуживание.

Если электродвигатель в одном числе, и работает полную смену, то есть следующие недостатки:

• Нельзя отрегулировать тепловой ток сработки автоматического выключателя. Чтобы защитить электромотор, ток защитного отключения автомата устанавливают на 20% больше рабочего тока по номиналу мотора. Ток электродвигателя нужно через определенное время замерять клещами, настраивать ток тепловой защиты. Но у простого автоматического выключателя нет возможности настроить ток.
• Нельзя дистанционно выключить и включить электродвигатель.

Похожие темы:

• Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок
• Звезда и треугольник принцип подключения. Особенности и работа
• Схемы по электрике. Виды и типы. Обозначения

Схема двигателя — PubMed

Обзор

. 2006;69:125-67.

doi: 10.1016/S0074-7742(05)69005-8.

Стивен Э фон Стетина ¹ , Милле Трейнин, Дэвид М. Миллер, 3-й

принадлежность

• ¹ Кафедра клеточной биологии и биологии развития, Университет Вандербильта, Нэшвилл, Теннесси, США.

• PMID: 16492464
• DOI: 10.1016/С0074-7742(05)69005-8

Обзор

Stephen E Von Stetina et al. Int Rev Neurobiol. 2006.

. 2006;69:125-67.

дои: 10.1016/S0074-7742(05)69005-8.

Авторы

Стивен Э фон Стетина ¹ , Милле Трейнин, Дэвид М. Миллер, 3-й

принадлежность

• ¹ Кафедра клеточной биологии и биологии развития, Университет Вандербильта, Нэшвилл, Теннесси, США.

• PMID: 16492464
• DOI: 10.1016/С0074-7742(05)69005-8

Абстрактный

Моторные нейроны Caenorhabditis elegans контролируют ряд действий, включая передвижение, поиск пищи, дефекацию и гендерно-специфические функции. В этой главе мы сосредоточимся в первую очередь на двигательных нейронах, которые регулируют движения тела, уделяя особое внимание нейронам брюшной нервной цепочки (ВНС). Мы описываем базовую архитектуру и развитие двигательной цепи, гены, определяющие судьбу двигательных нейронов, и модели того, как двигательная цепь контролирует передвижение. Мы выявляем удивительное сходство между структурой и развитием осевых нервных тяжей нематод и позвоночных и размышляем о потенциальной роли консервативных семейств транскрипционных факторов в эволюции этих моторных цепей.

Похожие статьи

• Стохастическая формулировка для частичной нейронной цепи C. elegans.

  Ивасаки Ю., Гоми С. Ивасаки Ю. и др. Бык Математика Биол. 2004 г., июль; 66 (4): 727-43. doi: 10.1016/j.bulm.2003.10.007. Бык Математика Биол. 2004. PMID: 15210315

• Нервный контроль Caenorhabditis elegans при передвижении вперед: роль сенсорной обратной связи.

  Брайден Дж., Коэн Н. Брайден Дж. и соавт. Биол Киберн. 2008 г., апрель; 98(4):339-51. doi: 10.1007/s00422-008-0212-6. Epub 2008 19 марта. Биол Киберн. 2008. PMID: 18350313

• Пластичность в однонейронных и схемных вычислениях.

  Дестекс А., Мардер Э. Destexhe A, et al. Природа. 2004 14 октября; 431 (7010): 789-95. doi: 10.1038/nature03011. Природа. 2004. PMID: 15483600 Обзор.

• Генерация биологических паттернов: клеточная и вычислительная логика сетей в движении.

  Гриллнер С. Грильнер С. Нейрон. 2006 г., 7 декабря; 52 (5): 751-66. doi: 10.1016/j.neuron.2006.11.008. Нейрон. 2006. PMID: 17145498 Обзор.

• Сенсомоторная интеграция: обнаружение движения в нейронных цепях.

  Самуэль А.Д., Сенгупта П. Сэмюэл А.Д. и др. Карр Биол. 2005 г., 10 мая; 15 (9): R341-3. doi: 10.1016/j.cub.2005.04.021. Карр Биол. 2005. PMID: 15886093 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Поддержание идентичности нейротрансмиттера белками Hox посредством гомеостатического механизма.

  Фэн В., Дестейн Х., Смит Дж.Дж., Крациос П. Фэн В. и др. Нац коммун. 2022 15 октября; 13 (1): 6097. doi: 10.1038/s41467-022-33781-0. Нац коммун. 2022. PMID: 36243871 Бесплатная статья ЧВК.

• Ассоциация двух противоположных реакций приводит к возникновению новой условной реакции.

  Pribic MR, Black AH, Beale AD, Gauvin JA, Chiang LN, Rose JK. Pribic MR, et al. Фронт Behav Neurosci. 2022 29 апр;16:852266. doi: 10.3389/fnbeh.2022.852266. Электронная коллекция 2022. Фронт Behav Neurosci. 2022. PMID: 35571277 Бесплатная статья ЧВК.

• Новые роли Hox-белков на последних этапах развития нейронов у червей, мух и мышей.

  Фэн В., Ли Ю., Крациос П. Фэн В. и др. Фронтальные нейроски. 2022 4 фев; 15:801791. doi: 10.3389/fnins.2021.801791. Электронная коллекция 2021. Фронтальные нейроски. 2022. PMID: 35185450 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• ccd-5, новый партнер по связыванию cdk-5, регулирует проводку первых аксонов в вентральном нервном шнуре Caenorhabditis elegans.

  Ферестен А.Х., Бхат Дж.М., Ю.А.Дж., Запф Р., Сафи Х., Ау В., Флиботт С., Доэлл С., Мурман Д.Г., Хокинс Н., Рэнкин С.Х., Хаттер Х. Ферестен А.Х. и соавт. Генетика. 2022 4 апр; 220(4):iyac024. doi: 10.1093/genetics/iyac024. Генетика. 2022. PMID: 35143653 Бесплатная статья ЧВК.

• Анализ фазового отклика поддерживает модель релаксационного осциллятора генерации локомоторного ритма у Caenorhabditis elegans .

  Цзи Х. , Фуад А.Д., Тенг С., Лю А., Альварес-Ильера П., Яо Б., Ли З., Фан-Йен К. Джи Х и др. Элиф. 2021, 27 сентября; 10:e69905. doi: 10.7554/eLife.69905. Элиф. 2021. PMID: 34569934 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

Основы защиты цепи двигателя | Консультации

Цели обучения

• Изучение различий между электрической перегрузкой и перегрузкой по току.
• Знать, как выбрать устройство защиты двигателя от перегрузки.
• Рассмотреть, как выбрать устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для цепей двигателя.
• Понять, как выбрать правильные размеры проводников для двигателей. -защита цепи и замыкания на землю, проводники, цепи управления, контроллеры, центры управления двигателем, средства отключения, системы привода с регулируемой скоростью (также известные как приводы с регулируемой частотой) и заземление. Эта статья основана на издании NEC 2017 года.

  Часть III статьи 430 касается защиты двигателя и его цепи от перегрузки. Важно защитить двигатели, оборудование управления двигателем и проводники ответвленной цепи двигателя от перегрузок двигателя и чрезмерного нагрева. Также очень важно, чтобы двигатель мог запускаться и выполнять свою работу по назначению.

  NEC заявляет, что положения статьи 430, часть III, не применяются к цепям двигателей с номинальным напряжением более 1000 вольт. В этой статье основное внимание уделяется типичным двигателям с напряжением ниже 1000 вольт.

  Перегрузка двигателя и перегрузка по току

  Важно понимать разницу между перегрузкой и перегрузкой по току.

  Перегрузка по току возникает, когда ток превышает номинальный ток двигателя или допустимую нагрузку его проводников. Это может быть перегрузка, короткое замыкание или замыкание на землю.

  Перегрузка — это когда работа двигателя сверх нормы, номинальная полная нагрузка сохраняется в течение достаточно долгого времени, что может привести к повреждению или перегреву двигателя. Короткое замыкание или замыкание на землю не считаются состоянием перегрузки. Защита от перегрузки защищает двигатель от возгорания.

  Защита двигателя от перегрузки не предусмотрена или может быть не в состоянии останавливать токи короткого замыкания или замыкания на землю. Неисправность не является перегрузкой, как указано в определениях статьи 100 NEC. Однако перегрузка считается перегрузкой по току.

  Короткое замыкание представляет собой непреднамеренное электрическое соединение между любыми двумя обычно токонесущими проводниками электрической цепи, например между линией и нейтралью или между линией.

  Замыкание на землю представляет собой непреднамеренное электрически проводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи и обычно нетоконесущими проводниками, металлическими дорожками качения или корпусами оборудования или землей. Во время замыкания на землю на металлических деталях может присутствовать опасное напряжение до тех пор, пока не разомкнется устройство защиты от перегрузки по току, такое как предохранитель или автоматический выключатель.

  NEC также заявляет, что положения не требуют защиты двигателя от перегрузки, когда потеря мощности может привести к потенциальной угрозе жизни, например, с пожарным насосом.

  Защита двигателя от перегрузки

  Ток полной нагрузки двигателя используется для расчета защиты от перегрузки. Этот FLA указан на паспортной табличке оборудования. Примеры устройств перегрузки включают плавкие предохранители и автоматические выключатели, а также пускатели двигателей с реле (реле) перегрузки или полупроводниковый контроллер/пускатель двигателя.

  NEC 430.32 указывает, что для двигателей с длительным режимом работы с эксплуатационным коэффициентом, указанным на паспортной табличке, 1,15 или более или с повышением температуры на паспортной табличке 40°C, устройство защиты от перегрузки должно иметь номинал не более 125% от номинального тока, указанного на паспортной табличке двигателя (FLA). .

  Двигатели для непрерывного режима работы обычно имеют непрерывные нагрузки, когда ток FLA достигается в течение трех часов или более.

  Обычной защитой от перегрузки могут быть плавкие предохранители или автоматические выключатели, если они применяются надлежащим образом. Если при расчете перегрузочного устройства в результате расчета получается нестандартный номинальный ток для автоматического выключателя или предохранителя, инженер должен использовать следующий меньший размер. Стандартные размеры предохранителей и автоматических выключателей можно найти в NEC 240.6(A).

  Все другие двигатели, за исключением двигателей с паспортной табличкой 1,15 или более или с паспортной табличкой превышения температуры 40°C, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 115% полной нагрузки двигателя.

  Пример расчета устройства защиты двигателя от перегрузки:

  Табличка двигателя имеет эксплуатационный коэффициент 1,15 и ток полной нагрузки 24,5 ампер.

  NEC утверждает, что это устройство защиты от перегрузки должно быть рассчитано не более чем на 125 % полной нагрузки двигателя для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1,15 или более.

  24,5 ампер x 1,25 = 30,625 ампер

  Используйте устройство защиты от перегрузки с номиналом 30 ампер, поскольку номинал не может превышать 125 % FLA. Это устройство защиты от перегрузки может быть плавким предохранителем или автоматическим выключателем.

  Защита двигателя от перегрузки по току

  Часть IV статьи 430 NEC перечисляет требования к защите двигателя от перегрузки по току. Это включает в себя защиту от короткого замыкания ответвления и замыкания на землю для двигателя, оборудования управления двигателем и проводников.

  В статье 430.52 содержится требование о том, что устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ответвления двигателя должно выдерживать пусковой ток двигателя. Как правило, при первой подаче напряжения на асинхронный двигатель требуется большой пусковой ток. Когда двигатель начинает достигать своей номинальной скорости, ток двигателя достигает FLA.

  В таблице 430.52 NEC приведены максимальные номинальные значения или настройки устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ответвленной цепи двигателя. В таблице указан тип двигателя (однофазные, многофазные двигатели переменного тока, отличные от фазного ротора, с короткозамкнутым ротором — отличные от конструкции В энергоэффективные, синхронные, с фазным ротором и постоянного тока/постоянного напряжения). В таблице также для каждого типа двигателя указан процент полного тока нагрузки для различных устройств защиты ответвленных цепей и замыканий на землю: предохранители без выдержки времени, двухэлементные предохранители (с выдержкой времени), автоматический выключатель с мгновенным срабатыванием и автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.

  Этот пример расчета показывает, как рассчитать устройство защиты двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю.

  Определите размер обратного автоматического выключателя и размер проводника для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В, с клеммами 75°C.

  Сначала перейдите к таблице 430.52 и найдите строку «однофазные двигатели». Затем перейдите к столбцу «обратный прерыватель времени». Там вы найдете «250», что означает «250% тока полной нагрузки».

  Инженер-электрик может не иметь доступа к паспортной табличке двигателя на этапе проектирования, чтобы определить FLA для двигателя. Следует связаться с производителем для определения FLA. Если FLA по-прежнему недоступен, инженер должен обратиться к таблице NEC 430.248, в которой указан ток полной нагрузки в амперах для однофазных двигателей. Например: 5 лошадиных сил при 230 вольтах это 28 ампер.

  28 ампер x 2,50 (это 250 % тока полной нагрузки из таблицы 430.52) = 70 ампер.

  Автоматический выключатель на 70 ампер имеет стандартный размер, поэтому он является правильным размером для максимального устройства защиты от перегрузки по току для этого двигателя мощностью 5 л.с.

  Если расчет защитного устройства не соответствует стандартному размеру автоматического выключателя, то можно использовать следующий более высокий номинал устройства защиты от перегрузки по току. Это объяснение содержится в статье 430. 52(C)(1). Исключение 1. Дополнительные исключения см. в этой статье NEC.

  Минимальный размер проводников для двигателя определяется статьей 430.22. В нем указано, что проводники для одного двигателя рассчитаны не менее чем на 125% тока полной нагрузки, указанного в таблице, а не в токах, указанных на паспортной табличке.

  Из таблицы 430.248 используйте 28 ампер, полученные выше.

  28 ампер x 1,25 (125% ампер при полной нагрузке) = 35 ампер.

  Используйте таблицу NEC 310.15(b)(16), чтобы найти правильный размер проводника для меди, 75°C, тип THWN. Для 35 ампер это размер проводника № 10 AWG.

  Обратите внимание, что максимальный ток устройства защиты от перегрузки по току составляет 70 ампер, а размер проводников соответствует #10 AWG. В этом примере защита от перегрузки по току для цепи двигателя может быть больше, чем требуемая сила тока проводников. Это то, с чем часто сталкиваются многие инженеры. Идея заключается в том, что размер проводника должен соответствовать размеру устройства защиты от перегрузки по току. NEC допускает, чтобы устройство защиты от перегрузки по току превышало номинал проводников, чтобы учесть пусковой ток двигателя.

  NEC допускает использование одного устройства максимальной токовой защиты от перегрузки двигателя, короткого замыкания ответвления двигателя и замыкания на землю. В статье 430.55 комбинированной защиты от перегрузки по току указано, что одиночное устройство защиты от перегрузки по току должно соответствовать требованиям к перегрузке, изложенным в статье 430.32.

  ЧРП и приводные системы с регулируемой скоростью

  ЧРП представляют собой разновидность приводной системы с регулируемой скоростью. ЧРП становятся все более распространенными в коммерческих и промышленных объектах. ЧРП могут обеспечить экономию энергии по сравнению с двигателями с постоянной скоростью.

  Часть X статьи 430 NEC касается приводных систем с регулируемой скоростью. Большинство частотно-регулируемых приводов имеют собственное устройство защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю.

  Если частотно-регулируемый привод не имеет собственного(ых) защитного(ых) устройства(а), то для определения номинала этих устройств следует использовать NEC 430.32 и 430.52.

  Защита цепей освещения

  NEC считает освещение постоянной нагрузкой. Это нагрузка, при которой ожидается, что максимальный ток составит три часа и более.

  Статья 410 NEC касается освещения. Однако в статье 210.19 рассматриваются размеры проводов освещения, поскольку большинство осветительных приборов оставляют включенными на три часа или более непрерывно. 210.9(A)(1) для ответвленных цепей освещения напряжением не более 600 вольт. В 210.19(A)(1)(a) указано, что, когда ответвленная цепь питает непрерывную нагрузку, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен составлять не менее 125% постоянной нагрузки.

  Например, инженер-электрик проектирует освещение для нового спортивного медицинского учреждения. Инженер определяет количество встроенных светодиодных светильников в приемной и зоне ожидания, которые могут быть подключены к автоматическому выключателю на 120 вольт, 20 ампер, который не на 100% полностью рассчитан.

  Полностью номинальный автоматический выключатель может выдерживать ток, указанный в его номинале, для длительных нагрузок. Типовой автоматический выключатель рассчитан на 80 % тока, указанного на выключателе, для длительных нагрузок. Например, типичный автоматический выключатель на 20 ампер (не полностью рассчитанный на 100 %) может выдерживать 16 ампер непрерывной нагрузки, что составляет 80 % от 20 ампер.

  Светильники декоративного освещения должны управляться по отдельной цепи (см. рис. 1). Осветительные приборы должны оставаться включенными непрерывно в течение примерно 16 часов каждый день. Каждый встраиваемый светильник в опен-офисе имеет мощность 28 Вт.

  NEC Статья 210.19(A)(1)(a) гласит, что непрерывные нагрузки должны иметь размер проводника ответвленной цепи не менее 125% от продолжительной нагрузки. Если ответвленная цепь имеет непрерывные нагрузки или любую комбинацию непрерывных и непостоянных нагрузок, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен иметь допустимую нагрузку не менее непостоянной нагрузки плюс 125 % постоянной нагрузки.

  Расчет: Типовой автоматический выключатель на 20 ампер рассчитан на 16 ампер. При постоянной осветительной нагрузке 16 ампер/1,25 (125%) = 12,8 ампер. Это означает, что для осветительных нагрузок в этой цепи доступно 12,8 ампер.

  28 Вт необходимо преобразовать в вольт-ампер для этого расчета. Светодиодные источники света обычно имеют значение коэффициента мощности от 0,65 до 0,95. Для этого расчета мы будем использовать коэффициент мощности 0,85.

  28 ватт/0,85 = 32,9 вольт-ампер; это означает, что каждый встраиваемый светодиодный светильник потребляет 32,9 вольт-ампер.

  Чтобы определить максимальное количество этих светодиодных осветительных приборов, разрешенных в цепи:

  120 вольт x 12,8 ампер = 1536 вольт-ампер; это максимальный вольт-ампер, разрешенный в цепи.

  1536 вольт-ампер/32,9 вольт-ампер = 46,7 светодиодных светильников; 46 светильников — это максимальное количество встраиваемых светодиодных светильников на этой схеме.

  Инженеры-электрики могут не знать о пусковом токе светодиодных источников света. При включении светодиодных источников света может возникнуть большой пусковой ток. Этот большой пусковой ток может вызвать срабатывание автоматического выключателя или перегорание предохранителя. Инженер должен определить, может ли пусковой ток и его продолжительность отключить автоматический выключатель.

  В листе технических характеристик светодиодного источника света может быть указано что-то вроде этого: «Для устранения пускового тока следует использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания или автоматический выключатель типа C/D». Типичный автоматический выключатель типа C имеет минимальную уставку срабатывания, в 5–10 раз превышающую его номинальный ток. Типичный автоматический выключатель типа D имеет минимальную уставку срабатывания, в 10–20 раз превышающую его номинальный ток.

  NEC Статья 411 содержит низковольтные системы освещения. Это для систем освещения, работающих не более чем на 30 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока. Обычные низковольтные системы включают некоторые трековые светильники и распространены в коммерческих зданиях, музеях, ландшафтных дизайнах и т. д.

  Низковольтные системы освещения обычно имеют источник питания, осветительные приборы и другое сопутствующее оборудование, такое как рельс для трекового освещения.

  В статье 411.7 NEC указано, что низковольтные системы освещения могут питаться от ответвленной цепи с максимальным током 20 ампер.

  Защита цепей двигателей и систем освещения регулируется NEC. Двигатели могут использоваться в системах обеспечения безопасности, таких как лифты, системы дымоудаления и т. д. Системы освещения могут включать в себя аварийное освещение для выхода людей, находящихся в здании.

  Статья 430 NEC касается двигателей. Инженер-электрик должен правильно подобрать устройство защиты от перегрузки и устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для двигателя.

  Статья 410 NEC посвящена освещению. Освещение считается постоянной нагрузкой, и это необходимо учитывать при проектировании защиты цепи. Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете.