33. Гашение открытой дуги в магнитном поле, способы возбуждения магнитного поля дугогашения

1) Электрическая дуга является своеобразным проводни­ком с током, который может взаимодействовать с магнит­ным полем. Сила взаимодействия между током дуги и маг­нитным полем перемещает дугу, создается так называемое магнитное дутье. Эта сила перемещает дугу сначала в воздухе, а потом в узкой щели дугогасителыгой камеры и расходуется на преодоление аэродинамического сопротив­ления воздуха и силы трения дуги о стенки щели .Катушки или постоянные магниты снабжаются магнитопро-водом, охватывающим контакты и рога, между которыми воз­никает электрическая дуга. Поле катушки (внешнее поле), взаимодействуя с полем дуги, заставляет дугу быстро переме­щаться.

Внешнее магнитное поле для перемещения электрической дуги может быть получено:

1) при помощи катушки, включаемой последовательно с контактами, между которыми возникает электрическая дуга.

2) при помощи катушки, включаемой параллельно на на­пряжение сети;

3) при помощи постоянных магнитов.

Почти исключительное распространение получила последо­вательная дугогасительная катушка. Основными достоинствами этого способа возбуждения магнитного поля гашения явля­ются надежность и независимость направления силы, дейст­вующей на дугу, от направления тока. Аппараты с последова­тельной катушкой являются неполяризованными.При малых токах эта- сила мала. Время гашения малых то­ков получается большим. Это является основным недостатком последовательной катушки.

Параллельная катушка, ток в которой не зависит от тока отключаемой цепи, создает неизменное по величине магнитное поле. Сила, действующая на дугу, пропорциональна отключае­мому току.При малых токах сила оказывается большей, чем при по­следовательной катушке. Время гашения малых токов здесь также меньше Раствор контактов может быть уменьшен. Может быть несколько снижен и расход меди.

Применение постоянных магнитов для возбуждения магнит­ного поля дугогашения позволяет сохранить положительные характеристики параллельного возбуждения. Устраняются не­достатки первый и третий. Отпадает необходимость расходова­ния меди на катушки и заботы об их изоляции. Снижаются потери энергии в аппаратах за счет исключения катушек. Воз­можность уменьшения раствора контактов позволяет умень­шить магнитные системы, т. е. уменьшить вес и габариты ап­паратов в целом.Недостатком, ограничивающим применение постоянных маг­нитов для создания магнитного поля дугогашения, является то, что аппарат становится поляризованным и неправильное его включение, как и изменение направления тока, может при­вести к аварии.

44. Автоматические выключатели: классификация, принципиальная схема.

Автоматический выключатель (ав­томат) — аппарат, предназначенный для автоматического раз­мыкания электрических цепей при ненормальных режимах ра­боты и для редких оперативных переключений при нормальных режимах работы

Нормальные автоматы — собственное время срабаты­вания их в зависимости от величины номинального тока и кон­струкции лежит в пределах 0,02—0,1 сек.

Селективные автоматы осуществляют после получе­ния импульса на срабатывание, т. е. перед отключением, вы­держку времени до 1 сек. Они нужны для селективной защиты,

т. е. такой защиты, при которой от­ключается ближайший к месту ава­рии участок Достига­ется это за счет разной выдержки времени

Быстродействующие ав­томаты— время срабатывания их не должно превосходить 0,005 сек. В отдельных конструкциях дости­гнуто время срабатывания порядка 0,001 сек. Эти автоматы обладают токоограничивающим эффектом, а потому могут применяться для за­щиты цепей с любыми, практиче­ски возможными токами короткого замыкания.

Автоматы гашения поля применяются в цепях воз­буждения крупных машин. Если в результате нарушения изо­ляции внутри машины возникло короткое замыкание, то един­ственным способом, позволяющим ограничить размеры аварии, является быстрое сведение к нулю, т. е. гашение, магнитного поля обмотки возбуждения. Эту задачу и выполняют автоматы гашения поля.

Независимо от назначения и быстродействия автоматы со­стоят из следующих основных элементов: контактной системы, дугогасительной системы, привода, механизма свободного рас­цепления, расцепителей и вспомогательных контактов.

Контактная система автоматов должна находиться под током, не отключаясь, продолжительное время и быть способной выключать большие токи короткого замыкания. Как удовлетворяющие возникающим в указанных условиях противо­речивым требованиям широкое распространение получили двух-(главные и дугогасительные) и трехступенчатые (главные, проме­жуточные и дугогасительные) контактные системы. В автоматах на малые токи, а также в связи с применением металлоке­рамики в автоматах на средние токи до 600 айв быстродей­ствующих до 6000 а применяются одноступенчатые контактные системы (рис. 16-3).

В выключателях па большие номинальные токи применяют несколько параллельных контактных систем на полюс.

Д у г о г ас и т е л ь н а я система должна обеспечивать от­ключение больших токов короткого замыкания в ограниченном объеме. Под воздействием возникающих электродинамических сил дуга быстро растягивается и гаснет, но ее пламя занимает очень большое пространство. Задача дугогасительного устрой­ства заключается в том, чтобы ограничить размеры дуги и обеспечить ее гашение в малом объеме.

П р и в о д служит для включения автомата по команде опера-Ктора. Автоматы выполняются: 1) с ручным приводом непосред-Ественного действия; 2) с дистанционным приводом: ручным, соленоидным, моторным, пневматическим

М е х а н и з м с в о б о д н о г о р а с ц е п л е н и я предназначен:

а) для исключения возможности удерживать контакты ав­томата во включенном положении (рукояткой, дистанционным приводом) при наличии ненормального режима работы в защи­щаемой цепи;

6) для обеспечения момептпого отключения, т. е. не зависяшего от оператора, рода и массы привода скорости расхождения контактов

Р а с ц е п и т е л и — элементы, контролирующие заданный па­раметр цепи и воздействующие через механизм свободного рас­цепления на отключение автомата при нарушении заданного параметра.

В с п о м о г а т е л ь н ы е к о н т а к т ы – служат для производства переключений в цепях управления.

56. Индуктивные и индукционные датчики: принцип действия, схемы включения.

Индуктивные датчики. Рассмотрим простейший ин­дуктивный датчик (рис. 13.6, 13.7). Если пренебречь маг­нитным сопротивлением стали, потоками рассеяния и выпу­чивания, то согласно § 5.3 индуктивность обмотки

Ток в цепи обмотки

Рис. 13.6. Индуктивный датчик Рис. 13.7. Индуктивный датчик с из- с изменяющимся зазором меняющейся площадью зазора

Индуктивность обмотки L и протекающий по ней ток / могут изменяться за счет изменения зазора б или его пло­щади S.

2) Индукционные датчики. Если изменяется потокосцепление, связанное с проводником или катушкой, то в них возникает ЭДС. Это происходит при движении проводника в магнитном поле или магнитного поля, пересекающего не­подвижный проводник. ЭДС индукции возникает и тогда, когда потокосцепление изменяется в результате изменения магнитной проводимости. Эти явления лежат в основе работы индукционных датчиков.

Индукционные датчики часто используются как датчики скорости. Если использовать дифференцирующие и инте­грирующие цепочки, то можно получить выходные величины, пропорциональные ускорению и перемещению.

Рис. 13.11. Индукционный датчик скорости линейного перемещения