- •(Електронна версія)
- •2.1. Види теплопередач
- •Тема I. Основи теорії електродинамічних сил.
- •Розрахунок електродинамічних сил
- •Електродинамічні сили при змінному струмі.
- •Лекція 6. Тема: “Електричні контактні з'єднання”
- •1.1 Загальні відомості.
- •1.2. Перехідні опори контактів
- •Лекція 7. «Матеріали контактних з'єднань»
- •Основні конструкції контактних з'єднань
- •Конструкції взаєморухливих контактних з'єднань
- •Параметри контактів
- •Лекція 8-9. Основи теорії гасіння дуги. Процеси, що відбуваються в дуговому проміжку
- •Умови гасіння дуги постійного струму
- •Тема: основи теорії магнітних ланцюгів. Загальні відомості про магнітні ланцюги.
- •Основні закони магнітного ланцюга. Закон повного струму.
- •Закон Ома для магнітного ланцюга.
- •Перший закон Кирхгофа.
- •Другий закон Кирхгофа.
- •Розрахунок магнітних ланцюгів при постійному струмі.
- •Розрахунок провідності неферомагнітних зазорів
- •Графічний метод визначення провідності повітряних зазорів.
- •Розрахунок магнітних ланцюгів при постійному струмі. Розрахунок магнітного ланцюга тороида з розподіленою обмоткою.
- •Тороїд змінного перетину.
- •Тема 6 : Електромагнітні механізми
- •6.1. Статичні тягові характеристики електромагнітів і механічні характеристики апаратів.
- •6.2. Динамічні характеристики електромагнітів. Рівняння руху рухливої системи.
- •6.3. Уповільнення і прискорення дії електромагніта.
- •6.4. Гальмові пристрої.
- •6.5. Поляризовані, магнітоелектричні, електродинамічні й індукційні системи.
- •6.5.1. Поляризаційні механізми.
- •6.5.2. Магнітоелектричні системи.
- •6.5.3. Електродинамічні системи.
- •6.5.4. Індукційні системи.
- •Тема: елементи керування електроприводом
- •7.1. Резистори і потенціометри
- •7.2. Конденсатори
- •7.3. Рубильники і перемикачі
- •7.4. Кнопки керування, універсальні перемикачі і пакетні вимикачі
- •7.5. Електромагнітні контактори, автомати і таймтактори
- •7.7. Контролери
- •7.7. Командоконтролери
- •7.8. Шляхові і кінцеві вимикачі (перемикачі)
- •7.9. Реле захисту
- •7.10. Реле керування й автоматики
- •7.11. Крокові шукачі і лічильники імпульсів
- •7.12. Блоки, магнітні пускачі і станції
- •7.13. Перетворювачі
- •7.14. Діелектричні елементи
- •7.15. Безконтактні логічні елементи
- •7.17. Зображення елементів на схемах
6.2. Динамічні характеристики електромагнітів. Рівняння руху рухливої системи.
Приведені на мал. 6.1 характеристики є статичними. Вони характеризують тягове зусилля електромагніта при фіксованому положенні якоря. При русі якоря змінюється індуктивність системи і динамічні характеристики Рдин = f () будуть трохи відрізнятися від статичних, зберігаючи в основному свій характер.
На мал. 14.9 приведена характерна для електромагнітів постійного струму крива наростання струму в котушці при включенні електромагніта. Для кожного моменту часу тут справедливе рівняння
. (6.5)
Поки струм малий (ділянка Оа) і стискальне зусилля електромагніта менше протидіючих зусиль, якір нерухомий. Для цієї ділянки можна прийняти L = const, тоді d/dt = 0 і
(6.6)
Рішення цього рівняння дає
, (6.7)
де Iуст = U/r - стале значення струму в котушці після закінчення перехідного процесу, А; Т = L/r - постійна часу ланцюга, с.
Графічно постійна часу визначається відрізком Т прямої Iуст, що відтинається дотичною до кривої струму на початку координат.
Час t1 від моменту прикладання напруги до моменту початку руху якоря (точка a) називається часом початку руху (трогания) на включення. Він може бути визначений з рівняння
, (6.8)
де k = Iуcт/Iтр, тут Iтр - струм, що відповідає моменту початку руху якоря (точка а).
Точка a відповідає моменту, коли тягове зусилля електромагніта починає перевершувати протидіюче зусилля. Якір рушає і рухається до моменту замикання із сердечником (ділянка ab). Зниження струму в котушці при русі якоря визначається противо-ЕДЗ, викликаної зміною індуктивності системи і зростаючої зі зростанням швидкості руху якоря. При малих швидкостях руху якоря струм у котушці може не зменшуватися. При нерухомому якорі наростання струму відбувалося б по штриховій ділянці кривої.
Крапка b відповідає моменту замикання якоря і його зупинці. Індуктивність системи за рахунок зменшення зазору різко зростає, але надалі змінюється мало з ростом струму. Струм у котушці наростає до сталого значення (ділянка bc).
Час t2 від моменту початку руху до моменту зупинки якоря називають часом руху, а сумарний час t1 + t2 = tвкл - часом включення.
Якщо прийняти, що сили тертя не залежать від швидкості руху рухливої системи, а маса т системи - постійна, то рівняння руху може бути записано у вигляді
, (6.9)
чи
, (6.10)
тобто збільшення швидкості пропорційно надлишковому зусиллю Риз, а робота всіх сил на даній ділянці дорівнює збільшенню кінетичної енергії частин, що рухаються.
Швидкість руху рухливої системи в будь-якій точці визначиться з рівняння
. (6.11)
Виразити аналітично Р = f() дуже важко і не завжди можливо. Вирішимо цю задачу графоаналітично.
Будуємо механічну і тягову характеристики (мал. 6.3, а). Розбиваємо шлях , що повинен пройти якір, на ряд ділянок (ділянки можуть бути і нерівної довжини). З графіка визначаємо середню надлишкову силу на кожній з ділянок і вважаємо її постійною. Тоді для першої ділянки середня швидкість
,
для будь-якої ділянки k
(6.12)
Одержавши, таким чином, середні швидкості руху для всіх ділянок, можемо побудувати залежність швидкості від шляху v = f () (мал. 6.3, б).
Час руху на кожній з ділянок визначиться зі співвідношення
tk = k/vk , (6.13)
і може бути показано ламаною кривою (мал. 6.3, в).
Час спрацьовування апарата визначиться як сума часів:
. (6.14)
Підсумовуючи k і відповідні їм tk, можемо побудувати залежність зміни зазору в часі = f (t) (мал. 6.3,г). Якщо Риз мало міняється по ходу якоря і його можна прийняти постійним (середнім) Риз порівн, то
. (6.15)
Відключення електромагніта здійснюється шляхом обриву струму в котушці. У залежності від швидкості гасіння дуги на контактах апарата, що виключає, струм у котушці і потік у магнітній системі будуть спадати по деякій кривій. У момент часу t = t3, від моменту початку обриву струму, сила притягання стане менше відривного зусилля, і якір електромагніта почне відпадати. Час t3 від початку обриву струму в котушці до моменту початку руху якоря називають часом початку руху на відключення.
Під дією відривного зусилля Ротр якір відійде в розімкнуте положення. Час руху якоря t4 визначається так само, як при включенні апарата. Риз при цьому дорівнює Ротр на відключення.
Час t3 + t4 = tоткл. називають часом відключення.
Рис. 6.3. До рішення рівняння руху рухливої системи