26.Магнитные проводимости воздушных зазоров.

Магнитная проводимость зазоров определяется структурой магнитного поля м/у полюсами(якорь и сердечник).

Рассмотрим электромагнит клапанного типа , сечение полюса круглое.

Удельная проводимость элементарного тела :

Dgб = M0dx/O0x

g б = M0/O0*∫ dx/x = M0/O0*R2/R1

Y=2*√r^2-(R0-x)^2

dGб = M0*Y*dx/O0*x

Продифференцировав получим

Gб = 2*M0/O0*∫ √(r^2-(R0-x)^2)/x *dx

Проинтегрировав получим

Gб = 2*М0*б/O0*(R0-√R1*R2)

10.Процессы при ионизации и деионизации дугового промежутка. Процессы при ионизации Образование свободных электронов ионов–ионизация. Для электронных процессов в ЭА большое значение имеют процессы происходящие у электродов (контактов)-термоэлектронная и автоэлектронная эмиссия и в дуговом промежутке -термическая ионизация и ионизация толчком. Термоэлектронная эмиссия-испускание электронов накаленной поверхностью. При расхождении контактов переходное сопротивление резко возрастает и возрастает плотность тока, контактная площадка разогревается до плавления и образования мостика из расплавленного метала .Здесь имеет место испарение металла контактов. Автоэлектронная эмиссия-испускание электронов из катода под действием сильного эл. поля. Напряженность поля м.контактами во время нарастания напряжения м. достигать 10^7 В/см, что достаточно для вырывания электронов из холодного катода. Термическая ионизация-под воздействием высокой t-ры. Основная хар-ка:степень ионизации отношение числа ионизированных атомов в дуговом промежутке к общему числу атомов в этом промежутке. Т-ра ствола дуги достигает 4000-7000 К. В таком состоянии резко возрастает число быстро движущихся частиц газа и скорость их перемещения , что влечет за собой интенсификацию ионизации. Это единственный вид ионизации поддерживающий горение дуги. Ионизация толчком- если электрон обладает достаточной скоростью то при столкновении с нейтральной частицей он может выбить из нее электрон. Получится ион и электрон. Скорость зависит от разности потенциалов(потенциал ионизации) на длине ее свободного пробега.

Процессы при деионизации При преобладании деионизационных процессов дуга гасится. Деионизация происходит за счет рекомбинации и диффузии. Рекомбинация-образование из заряженных нейтральных частиц. Происходит при помощи нейтральной частицы, кот. электрон заряжает, т.к. соединение электрона с ионом маловероятно в силу большой разности скоростей. Различают рекомбинацию: в объеме, на поверхности. Диффузия-процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка в окр. пространство. Обусловлена электрическими и тепловыми факторами. Плотность зарядов в стволе дуги убывает от центра к периферии , создается поле , заставляющее ионы двигаться от центра к периферии и покидать область дуги.

30.Магнитный усилитель принцип действия, хар-ка упр-ия. Принцип действия. Магнитный усилитель (МУ) — это электрический аппарат, предназначенный для_усиления электрического сигнала по току, напряжению или мощности В схеме простейшего дроссельного ДМУ, назы­ваемого дросселем насыщения, используется уп­равляемое индуктивное сопротивление. Замкнутый магнитопровод изготавливается из материала с резко выраженной нелинейностью кривой намагничивания В=f(H). Рабочая обмотка переменного тока ω_р включается в цепь нагрузки R_н. В обмотку управления ω_у подается управляющий постоянный ток I_у. При прохождении переменного тока по обмотке ω_р на обмотке ω_у наводится ЭДС. Эта ЭДС будет создавать переменный ток в цепи управления, для ограничения которого включа­ется балластный дроссель X_б. При отсутствии тока управления (цепь управления разомкнута) индуктивное сопротивление обмотки ω_р

где S - активное сечение магнитопровода; ω_р — число вит­ков рабочей обмотки;L_р1- ее индуктивность; l - средняя длина магнитной линии в магнитопроводе.При неизменных S, ω_р, l индуктивность L_р определяется абсолютной магнитной проницаемостью µ_a При I_у = 0 со­стояние магнитопровода характеризуется ненасыщенной зо­ной. В этой зоне магнитная проницаемость µ_a = ΔB₁/ΔH₁ велика и индуктивное сопротивление обмот­ки ω_р максимально.

Обычно R_н<<Х_р1, поэтому ток в цепи рабочей обмотки определяется только значением X_р1 и имеет минимальное значение, равное I_н0 = H₁/ω_р. Напряженность магнитного поля H_m1 находится по индукции В_т1 =U/(4,44f ω_р S).

Подадим в обмотку управления такой постоянный ток управления I_ymax, чтобы рабочая зона перешла в область

В этой области насыщения материал имеет магнитную проницаемость µ_a2=ΔB₂/ΔH₂. Индуктивное сопротивление ра­бочей обмотки Х_Р2 резко уменьшается. Значения Х_р2 и R_н выбираются так, что Х_Р2<<R_Н. Тогда ток в цепи определя­ется только сопротивлением нагрузки. При этом все на­пряжение источника питания приложено к сопротивлению нагрузки R_н и активному сопротивлению r_р рабочей обмот­ки ω_р:

Мы рассмотрели два крайних режима усилителя — ре­жим холостого хода, когда I_у = 0 и ток в нагрузке имеет минимальное значение I_но, и режим максимального тока нагрузки. При плавном уве-личении от I_но до максимального значения I_нmax за счет уменьше­ния магнитной проницаемо­сти µ_a. Характеристика уп­равления ДМУ. По оси абсцисс от­ложен ток управления приведенный к рабочей обмотке. Идеальная ха­рактеристика управления 1 является прямой, идущей из начала координат под углом 45° к оси I_у. Реальная харак­теристика 2 отличается от идеальной наличием тока холос­того хода I_но и плавным переходом от линейной части ха­рактеристики к току I_нmax. В линейной зоне характеристи­ки соблюдается равенство средних значений МДС

Таким образом, ДМУ является управляемым источником тока.

32.Полупроводниковые и цифровые реле времени.Полупроводниковые реле в отноше­нии быстродействия, чувствительности, селективности и на­дежности превосходят электромагнитные. Полупроводниковые реле защиты содержат измеритель­ный орган и логическую часть. В измерительном органе непрерывные входные величины преобразуются в дискрет­ный выходной сигнал. Дискретный выходкой сигнал посту­пает на вход логической части, выдающей управляющий сигнал чаще всего на электромагнитное реле. Измерительный орган полупроводникового реле тока обычно имеет на входе трансформатор тока, нагруженный на малое активное сопротивление. Напряжение на этом сопротивлении пропорционально первичному току в контро­лируемой сети.

Полупроводниковые реле времени. Благодаря боль­шому диапазону выдержек времени, вы­сокой надежности и точности, а также малым габаритам в настоящее время эти реле широко распространены.

Рис. 12.24. Полупроводниковое реле времени:

q — принципиальная схема; б — процессы заряда / и разряда 2 конденса­тора С. В схе­ме простейшего полупроводникового реле времени {рис.12,24) при замыкании контакта 1 напряжение на конден­саторе С растет по экспоненте с постоянной времени Т=RC. Напряжение Uc подается на пороговый элемент. При равенстве Uc пороговому напряжению U_n пороговый эле­мент срабатывает и с выдержкой времени t_cp выдает сиг­нал на усилитель мощности, который управляет выходным электромагнитным реле. Возможно использование разряда конденсатора {замыкается контакт 2). Процесс разряда идет по кривой 2 (рис. 12.24,6). Такие реле работают на начальных участках кривых 1 и 2. Выдержку времени регулируют за счет изменения сопротивления R (плавно) и емкости конденсатора С (скачкообразно).. При больших выдержках вре­мени погрешность реле возрастает, так как экспонента ста­новится пологой. Этим ограничивается выдержка времени таких реле. Для повышения точности заряд конденсатора производят через токостабилизирующее. устройство.

Цифровые реле времени. В цифровом реле времени (рис. 12.27) управляющее устройство УУ запускает гене­ратор G, Импульсы от генератора G подаются на вход не-синхронизируемого двоичного счетчика. В момент совпа­дения кода времени с заданной уставкой сигнал дешифра­тора DC скачкообразно меняется и выходной импульс подается на усилители Л1, Л2, A3.После каждого цикла счетчик переводится в нуль. JK-триггеры с синхронизирующим входом С соедине­ны последовательно. При подаче импульса на синхронизирующий вход С первый триггер переключается и на выходе Q\ появляется логическая единица. Эта едини­ца подается на синхронизирующий вход следующего триг­гера. Он переключается, и на выходе появляется сигнал Q2-Затем аналогичным образом переключаются третий и чет­вертый триггеры с выдачей команд Q₃ и Q₄- Возможны цифровые реле времени без дешифратора

Рис.12.27 Цифровое реле времени

33.Зависимость коэф-та возврата электромеханических реле от различных факторов. Для конечного зазора δк и тока срабатывания Iср электромагнитное усилие

Для отпускания реле необходимо уменьшить ток так ,чтобы ,тогда ;

т.к.

Для получения большего нужно сблизить тяговую и противодействующие х-ки, т.е. уменьшить .Основное противодействующее усилие создается возвратной пружиной.Усилием контактной пружины м. пренебреч.Для получения высокого противодействующая х-ка д.б. такой же нелинейной как и тяговая .Добиться этого можно -усложнением конструкции,- применением возвратной пружины обладающей высокой жесткостью,- подбором зазора. Также на оказывают влияние трение перемещающихся деталей электромагнита и гистерезис материала магнитопровода. Трение явл.-ся дополнительным усилием сопротивления и вызывает увеличение тока трогания. Трение препятствует и отпусканию. Усилие обратной пружины уменьшается, что вызывает уменьшение тока отпускания. В рез-те уменьшается. Для того чтобы трение меньше сказывалось на , усилие противодействующей пружины должно превышать силу трения. С ростом начального зазора уменьшается.