Исследование характеристик привода контактора.

Теоретическая динамическая характеристика вакуумного контактора представленная на рис.5

Рис.5 Теоретический график изменения тока в цепи катушки привода контактора.

В процессе проектирования стенда была получена реальная динамическая характеристика электромагнитного привода вакуумного контактора, представленная на рис.6

Рис. 6 Экспериментально полученный график изменения тока в цепи катушки вакуумного контактора при включении

В ходе проектирования теоретические данные совпали с экспериментально полученными.

В момент включения электромагнитного привода ток в катушке включения начинает расти и достигает значения тока трогания за время tтрог.

После этого начинает движение якорь электромагнита.

В момент, когда сила тяги якоря, создаваемая магнитным потоком, пре-восходит усилие пружины отключения, якорь электромагнита вместе с

тяговым изолятором и подвижным контактом вакуумной камеры начинает движение вверх, сжимая пружину отключения.

При этом в катушке возникает двигательная противо-ЭДС, которая препятствует дальнейшему нарастанию тока, и даже несколько уменьшает

его. В процессе движения (за время tдв.) якорь набирает скорость около 1м/с, что позволяет избежать предпробоев при включении и исключить дребезг контактов ВДК.

При замыкании контактов вакуумной камеры, в магнитной системе остается зазор дополнительного поджатия равный 2 мм. Скорость движения якоря резко падает, так как ему приходится преодолевать еще и усилие пружины дополнительного контактного поджатия. Однако под воздействием усилия, создаваемого магнитным потоком и инерцией, якорь продолжает двигаться вверх, сжимая пружину отключения и пружину дополнительного контактного поджатия. В момент замыкания магнитной системы якорь соприкасается с верхней крышкой привода и останавливается.

Время движения якоря характеризуется массой якоря, величиной воздушного зазора и от возникающего электромагнитного усилия.

Время движения якоря можно характеризовать следующим выражением:

Где m – это масса якоря (кг.);

δ – величина воздушного зазора (м);

С целью регулирования времени работы электромагнита необходимо воздействовать на время трогания якоря.

Катушка контактора питается постоянным током, на практически полученном графике мы наблюдаем изменяющееся во времени значение тока, что получается по вине действия помех и дребезга контактов и наводок действующих со стороны установки на шлейф соединяющий установку с компьютером, аналогично этому делаем вывод и позже практически подтверждаем что на остальные снимаемые характеристики такие как : напряжение на нагрузке, ток нагрузки - данные наводки оказывают действие, искажая их форму, что видно на полученных осциллограммах.

Анализ переходных процессов коммутации вакуумного контактора.

Экспериментально полученные результаты снятые при коммутации индуктивной нагрузки представлены токовым сигналом рис. 6 и сигналом напряжения на нагрузке рис.7

рис.6 Экспериментально полученное значение тока нагрузки.

Анализируя осцилограммы в цепи катушки контактора и тока в нагрузке можно заметить что момент включения контактора (150мсек) практически совпадает с моментом нарастания тока в цепи нагрузки, отсутствие резких бросков обуславливается

индуктивным характером цепи. Увеличение аплитуды тока обусловливается сложением действующего значения тока с индуцируемыми токам помех, в силу большой протяженности соединительного кабеля они оказывают значительное влияние. Момент отключения тока по осцилограмме

совпадает с моментом подачи на катушку контактора отключающего сигнала,после которого опять же в силу индуктивного характера цепи ток снижается не скачком до уровня помех, а плавно примерно один полупериод. На рис. 7 отчетливо виден резкий скачек напряжения при размыкании цепи индуктивного характера всплеск амплитуды напряжения с 10В, до 27В, что соответствует коэффициенту кратности К=2,7.

Рис. 7 Перенапряжение при коммутации вакуумного контактора на L нагрузку.

Результаты коммутации цепи имеющей активно-индуктивный характер представленные на Рис.8 и Рис.9

В момент подачи управляющего сигнала на катушку привода контактора с задержкой времени равной времени включения контактора происходит коммутация цепи. После коммутации значения напряжения и тока на нагрузке достигает амплитудных значений 10В и соответственно 760 А , что подтверждается полученными осциллограммами и снятыми с помощью приборов показаний. После подачи импульса на отключение контактора происходит размыкание цепи и так как нагрузка имеет индуктивно-реактивный характер нагрузки выброса не происходит что подтверждает теоретические выводы об ограничении импульсов перенапряжения введении дополнительного активного сопротивления цепи

Рис. 8 Напряжение на нагрузке при коммутации RL нагрузки.

Рис. 9 Осциллограмма тока в нагрузке RL типа.