Глава 2

Авиационная коммутационная аппаратура.

2.1. Назначение и виды коммутационной аппаратуры

К коммутационной аппаратуре, называемой также аппаратурой управления, относятся различные устройства, служащие для включения, отключения шля переключения электрических цепей.

По способу управления коммутационную аппаратуру можно подразделять на два вида, а именно:

-аппаратуру прямого управления, состояние комму тирующего органа которой задается непосредственно человеком или меха­ническим устройством какого-либо электроагрегата;

-аппаратуру дистанционного управления, состояние коммути­рующего органа которой задается на расстоянии по специальный электрическим цепям.

К аппаратуре прямого управления относятся выключатели. переключатели и кнопки, управляемые человеком, а также концевые, путевые или программные выключателя и переключатели, уп­равляемые механическим устройством электрифицированного агре­гата и обеспечивающие ограничение хода его рабочего органа или определенную последовательности работы отдельных узлов системы.

К аппаратуре дистанционного управления относятся электромагнитные контакторы и реле. Здесь воздействие на коммути­рующий орган аппарата осуществляется не механическим, а элек­тромагнитными усилиями, поэтому в его конструкцию входит электромагнитная система.

2.2 Процессы коммутации и способы дугогашения

Основным узлом любого коммутационного аппарата является контактная система, производящая замыкание или разрыв управляемой электрической цепи с помощью контактов, установ­ленных в этой цепи.

Для меньшей потери энергии контакты должны иметь как можно меньшее электрическое сопротивление в месте перехода тока от одного контакта к другому. Это сопротивление называется переходным. В общем случае переходное сопротивление r_k определяется так:

где- С - величина, зависящая от материала контактов м ре­жима их использования (например, от силы тока, протекающего через контакты, и от времени эксплуатации);

Р - контактное давление, определяемое силой сжатия контактов;

m - коэффициент, величина которого зависит от обработки контактирующих поверхностей, формы контактов и других конструктивных параметров. Обычно m=1-1,8

Материалом для изготовления маломощных контактов являются драгоценные металлы и их сплавы, чаще всего золото, серебро, сплавы золота с никелем и платины с иридием, а также сплавы серебра с магнием и никелем и др. Для контактов средней и большой мощности используются серебро, палладий, вольфрам, молибден и иx сплавы, а также так называемые металлокерамические составы, представляющие собой механическую смесь чистых металлов (обычно серебра), окислов кадмия или меди и графита, спрессованную под большим давлением.

Кроме высокой электропроводности, материал контактов должен обладать высокой механической прочностью, достаточной теплопроводностью и устойчивостью против коррозии и эрозии.

При размыкании и замыкании цепи между контактами возникает электрический разряд в виде искры или дуги. Это явление особенно сильно проявляется при большой силе тока в цепи или при высоком рабочем напряжении. Оно вредно отражается на состоянии контактов, так как их рабочая поверхность разрушается пароходное сопротивление увеличивается, а если мощность дуги велика то контакты вообще выходят из строя а результате сваривания. Интенсивность разряда зависит от величины напряжения между контактами, значения коммутируемого тока скорости размыкания контактов, их состояния и т.д.

С целью уменьшения искрения и дугообразования применяется следующие способы:

1. . Используется контактная система с дроблением дуги на несколько последовательных дуг. Чаще всего применяется двойной разрыв коммутирующей цепи (рнс.2 1.а). При этом напряжение на каждом дуговом промежутке снижается, а скорость изменения общей длины газового промежутка в цепи увеличивается, что резко уменьшает дугообразование. Этот простой способ нашел. широкое распространение в авиационной аппаратуре управления.

2. Применяемся метод повышения давления в промежутке, между контактам за счет выделения газов материалами, сгорающими при дугообразовании. Такими материалами могут быть специальные обмазки, как в тугоплавких предохранителях, или компоненты, входящие в состав металлокерамических составов, из которых изготовлены контакты.

3. Параллельно контактам подключаются конденсатор и сопротивление (рис. 2.1.б ). При этом электромагнитная энергия расходуется не на ионизацию промежутка между контактами, а на заряд конденсатора, и возможность появления дуги значительно уменьшается.

4. Устанавливаются специальные устройства, удлиняющие дугу за счет магнитного, газового или жидкостного дутья. При магнитном дутье (рис. 2.1,в) контакты помещают в область магнитного поля, вектор индукции В которого направлен перпендикулярно к протекающему через контакты току. Тогда на заряженные частицы, образующие дугу, начинают действовать электромагнитные силы, вытягивающие их из зазора. На пути дуги устанавливают специальную решетку из изоляционного материала, в отсеках которого дуга дробится на несколько частей.

Рис.2.1 Способы уменьшения искрения

При жидкостном или газовом дутье в область дуги направляют сильную струю газа или жидкости.

Этот способ находит применение при сравнительно высоких напряжениях.