6.5. Электромагниты переменного тока.
Параметры и характеристики аналогичны электромагнитам постоянного тока. Основное отличие в характере силы магнитного притяжения. Так как ток, протекающий по катушке, изменяется по синусоидальному закону, то и магнитный поток также синусоидален. Поэтому сила магнитного притяжения также изменяется по гармоническому закону.
Чтобы якорь хорошо притянулся необходимо, чтобы среднее значение Fм было больше силы противодействующих пружин Fп + Fкп. Но существуют моменты времени, когда Fм < Fп + Fкп. В результате получается вибрация якоря и шум при работе электромагнита переменного тока.
Вопросы для самопроверки:
Какие элементы входят в состав магнитной цепи простейшего электромагнитного механизма?
Задачи расчета магнитной цепи?
Как производится согласование тяговой характеристики с нагрузкой?
Причина возникновения вибрация якоря и шума при работе электромагнита переменного тока?
Вопросы к экзамену:
20. Магнитная цепь простейшего электромагнитного механизма.
21. Тяговая статическая характеристика электромагнита постоянного тока. Динамика срабатывания электромагнитов постоянного тока.
22. Замедление действия электромагнита при помощи короткозамкнутого витка. Электромагниты переменного тока.
Лекция 6. Контакты электрических аппаратов
План лекции:
1. Общие сведения.
2. Материалы контактов.
3. Конструкция контактов.
4.1. Общие сведения
Электрический контакт – место прохождения тока из одной токоведущей части в другую.
Контактная поверхность – поверхность проводника, соприкасающаяся с поверхностью другого проводника. У электрического контакта следует различать кажущуюся и действительную площади соприкосновения, две поверхности будут соприкасаться не по всей кажущейся площади, а лишь отдельными площадками. По кажущейся форме соприкосновения условно различают три типа контактов: точечный, линейный и поверхностный.
При точечном контакте контактирующие поверхности соприкасаются в точке, при линейном контакте по линии, а при плоскостном контакте по поверхности.
Контактная система электрического аппарата – сборочная единица в составе электрического аппарата, с помощью которой в процессе работы аппарата производится замыкание или размыкание электрической цепи.
В контактной системе электрический контакт осуществляется нажатием одного токоведущего элемента на другой при помощи контактных пружин, болтов, резьбовых соединений и т.д.
Контактное нажатие – усилие, с которым сжимаются токоведущие элементы контакта.
Раствор контактов – расстояние между контактными поверхностями подвижного и неподвижного контактов в разомкнутом положении. Размер раствора выбирают из условий гашения электрической дуги.
Провал контактов – величина, которая равна расстоянию, которое пройдет подвижный контакт с момента касания с неподвижным, если последний убрать.
Притирание контактов – это перемещение линии касания подвижного контакта по поверхности неподвижного контакта.
Переходное сопротивление контакта – резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую (рис.4.а).
В пределах кажущуюся поверхности соприкосновения контактов контакт происходит лишь на отдельных участках, площадь которых во много раз меньше номинальной (кажущейся) поверхности соприкосновения. При этом в пределах этих отдельных участков истинный металлический контакт происходит также лишь на отдельных участках из-за наличия здесь различных пленок. Вследствие этого, ток проходит не по всей поверхности соприкосновения, а через отдельные контактные пятна.
На основании опытных данных величина переходного сопротивления определяется выражением
(4.1)
Здесь kкс – коэффициент, зависящий от материала и формы контакта, способа обработки и состояния контактной поверхности; Fкн – сила контактного нажатия; m – показатель степени, характеризующий число точек соприкосновения, для различных контактов имеет следующие значения: точечный контакт – m = 0.5, – линейный контакт –m = 0.5 - 0.7, –поверхностный контакт m = 0.7 - 1.0.
С увеличением контактного нажатия переходное сопротивление уменьшается. Переходное сопротивление очень чувствительно к окислению поверхности в виду того, что окислы многих металлов являются плохими проводниками. Окисление поверхности контактов происходит под воздействием кислорода воздуха. Вследствие окисления переходное сопротивление может возрасти в сотни и тысячи раз. Возрастание переходного сопротивления приводит к увеличению температуры контактного соединения.
Вибрация контактов (дребезг) в режиме замыкания – явление периодического отскока и последующего замыкания подвижной контактной системы за счет упругой деформации неподвижной контактной системы (на расстояние 0.01 - 0.1 мм). Процесс этот идет с затуханием (с затухающей амплитудой).
Эрозия контактов – физический износ контактов, как в режиме замыкания, так и размыкания в результате электрического пробоя межконтактного промежутка. В аппаратах НН пробой возникает при очень малом расстоянии и в дуговую форму разряд не переходит, так как подвижный контакт продолжает двигаться и замыкает контакт.
Однако пробой промежутка вызывает перенос металла с одного контакта на другой (с анода на катод). В аппаратах ВН при сближении контактов пробой происходит при больших расстояниях. Возникшая дуга горит долго, при этом возможно сваривание контактов.
Сваривание контактов в замкнутом состоянии. При коротком замыкании через контакты проходят токи в 10-20 раз превышающие номинальные значения. Из-за малой постоянной времени нагрева температура контактной площадки практически мгновенно повышается и может достигнуть температуры плавления. Это может привести к свариванию контактов.