- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Раздел 1. Общие сведения Тема 1.1 Классификация, требования, основные характеристики
- •Тема 1.2 Основные физические процессы в контактной аппаратуре
- •Электромагнитные системы
- •Электромагниты переменного тока
- •Замедление и ускорение действия электромагнита
- •Поляризованные электромагнитные механизмы
- •Электрическая дуга и ее гашение
- •Электрическая дуга постоянного тока
- •Условия гашения дуги постоянного тока
- •Горение и гашение электрической дуги переменного тока
- •Способы гашения электрической дуги
- •Контактные системы аппаратов
- •Переходное сопротивление контакта
- •Основные типы контактных соединений
- •Эрозия и износ контактов
- •Вибрация контактов
- •Материалы для контактов
- •Раздел 2. Коммутационные аппараты ручного действия Тема 2.1 Рубильники и пакетные выключатели
- •Рубильники и рубящие переключатели
- •Пакетные выключатели и переключатели
- •Тема 2.2 Универсальные переключатели
- •Раздел 3. Контакторы Тема 3.1 Общие сведения
- •Тема 3.2 Контакторы постоянного тока
- •Тема 3.3 Контакторы переменного тока
- •Раздел 4. Плавкие предохранители и автоматические воздушные выключатели Тема 4.1 Трубчатые и пробочные предохранители
- •Тема 4.2 Устройство и принципиальные схемы автоматов
- •Тема 4.3 Основные серии судовых автоматов
- •Раздел 5. Реле защиты и управления Тема 5.1 Назначение, классификация и основные характеристики реле
- •Электромагнитные реле напряжения и тока
- •Тема 5.2 Реле времени
- •Тема 5.3 Реле защиты
- •Тепловые реле
- •Реле, контролирующие неэлектрические параметры
- •Реле обратной мощности
- •Реле обратного тока
- •Раздел 6 Аппаратура управления электроприводом Тема 6.1 Сопротивления и реостаты
- •Резисторы
- •Реостаты
- •Тема 6.2 Контроллеры
- •Тема 6.3 Магнитные пускатели
- •Магнитные пускатели
- •Комплектные устройства управления
- •Тормозные электромагниты
- •Электрогидравлические толкатели
- •Раздел 7. Командоаппараты Тема 7.1 Общие сведения
- •Кнопки управления
- •Путевые и конечные выключатели
- •Тема 7.2 Командоконтроллеры
- •Раздел 8 Выбор и эксплуатация аппаратуры Тема 8.1 Применение и выбор аппаратов
- •Выбор электрических аппаратов
- •Тема 8.2 Правила эксплуатации судовой аппаратуры
- •Литература Основная:
- •Дополнительная:
- •Контрольные задания
- •Раздел 1. Общие сведения 5
- •Тема 1.1 Классификация, требования, основные характеристики 5
- •Тема 1.2 Основные физические процессы в контактной аппаратуре 7
Электромагниты переменного тока
Однофазные электромагниты переменного тока. При включении катушки электромагнита в сеть переменного тока мгновенное значение тяговой силы не является постоянной величиной, а изменяется вместе с изменением во времени величины потока в системе.
Рис. 1.2.2. Характер изменения электромагнитной силы
|
Дважды в течение периода тяговые усилия будут равны нулю (в момент перехода тока через нуль) и оказываются меньше механических противодействующих сил Fп (рис. 1.2.2). Противодействующие силы обычно создаются пружинами. Это вызовет отпадание якоря, затем новое его притяжение и т. д., т. е. якорь будет вибрировать с двойной частотой. Вибрация приводит к износу магнитной системы, подгоранию контактов и сопровождается гудением.
Для устранения вибрации необходимо, чтобы при переменном токе электромагнитная сила притяжения якоря не падала ниже противодействующего усилия. Для этого электромагнит выполняется таким образом, чтобы притяжение якоря происходило от действия двух потоков, сдвинутых в пространстве и во времени. Тогда при переходе одного потока через нуль другой имеет какое-то определенное значение и электромагнитная сила не снижается до нуля.
Рис. 1.2.3. Электромагнит с короткозамкнутым витком: а — эскиз электромагнита; б — векторная диаграмма
|
На практике вибрация якоря устраняется вторым способом — с помощью короткозамкнутого витка. Короткозамкнутый виток выполняется из меди или латуни и охватывает примерно 70—80% полюса электромагнита (рис. 1.2.3,а). Переменный магнитный поток основной обмотки Ф разветвляется на поток проходящий по неэкранированной части полюса, и поток , проходящий через часть полюса, охватываемую короткозамкнутым витком (экраном).
Упрощенная векторная диаграмма без учета углов потерь в стали для участка магнитопровода с короткозамкнутым витком дана на рис. 1.2.3,б.
На потоки и , которые составляют общий магнитный поток в магнитопроводе, накладывается поток Фк, обусловленный потоком, индуцируемым в короткозамкнутом витке. Векторы магнитных потоков частей стержня Ф1 и Ф2 сдвинуты по фазе на угол , и, следовательно, механические силы притяжения, обусловливаемые ими, между якорем и стержнем (ярмом) будут несинхронными.
Рис. 1.2.4. Электромагнит трехфазного тока
|
Электромагниты трехфазного тока. На рис. 1.2.4 приведена схема электромагнита трехфазного тока. Обмотки питаются от сети трехфазного тока. Трехфазный электромагнит можно рассматривать как три однофазных, токи в которых сдвинуты друг относительно друга на 120°. Такой же сдвиг имеют и потоки. Если амплитуды токов во всех фазах одинаковы, то между якорем и каждым сердечником действуют силы F1, F2 и F3.
Суммарная сила F, действующая на якорь, будет по времени постоянна. Однако точка приложения результирующей силы будет с двойной частотой перемещаться по якорю. Точка приложения суммарной силы будет отстоять от оси крайнего сердечника на расстоянии а/2 тогда, когда в одной из крайних фаз ток пройдет через нуль (точки А и В). Когда ток в средней фазе проходит через нуль, точка приложения суммарной силы расположена на оси среднего сердечника. Следовательно, точка приложения суммарной силы будет перемещаться между точками А и В.
Так как обычно противодействующее усилие действует на якорь в одной точке, а результирующая сила перемещается, то в трехфазном электромагните также может наблюдаться вибрация якоря. Таким образом, у трехфазного электромагнита при включении его в симметричную трехфазную сеть результирующая сила на якоре в 1,5 раза больше максимальной и в 3 раза больше средней силы однофазной магнитной системы. Однако в этом случае и объем железа в 1,5 раза больше, а значит, использование стали магнитопровода в 2 раза меньше, чем у сравниваемого по силе электромагнита постоянного тока.