Файл: Кукушкин В.К. Электромагнитные реле постоянного тока учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 85
Скачиваний: 1
После |
расчета второго |
участка |
рассчитывается |
третий |
и т. д. |
движения при |
срабатывании ^ Bl определяется |
||
Время |
||||
как сумма времен движения на отдельных участках |
|
|||
|
|
п |
|
(3.47) |
|
^ДВ, == s |
■ |
||
|
|
к -1 |
|
|
О п р е д е л е н и е в р е м ен и о т п у с к а н и я
Если пренебречь влиянием искры в месте разрыва цепи рабочей обмотки, то можно считать, что ток в обмотке реле исчезает мгновенно. Казалось бы, что в этом случае время отпускания должно равняться нулю. Однако практически время отпускания имеет конечное значение. Это объясняет ся влиянием возникающих вихревых токов и токов в корот козамкнутых витках. Согласно правилу Ленца эти токи стре мятся задержать исчезновение магнитного потока в маг нитной цепи реле.
Кроме того, после отключения источника питания рабо чая обмотка может оказаться замкнутой на какое-то сопро тивление параллельно включенной ветви (сопротивление гп на рис. 3.11). В этом случае э.д.с. самоиндукции бу
дет стремиться поддерживать ток в рабочей обмотке, рас тягивая процесс спадания его во времени. Следовательно,
Г ~ ___ Il'Z !
время отпускания имеет не только конечное значение, но может регулироваться с помощью определенных конструк тивных приемов (введение короткозамкнутых витков, мас сивные сердечники) и включением параллельно обмотке до полнительных сопротивлений гп .
В период времени отпускания неподвижный якорь нахо дится в притянутом положении. При этом рабочий воздуш ный зазор имеет минимальную величину. До размыкания цепи рабочей обмотки ее намагничивающая сила макси мальна, так как ток в ней имеет установившееся значение (/ ). При минимальном воздушном зазоре и?максималь
ной намагничивающей силе может оказаться, что индукция в отдельных участках магнитной цепи имеет значение, близ кое к индукции насыщения. При выключении реле индукция изменяется по верхней ветви циклической кривой намагни чивания в общем случае частного цикла от своего макси
мального значения до значения, соответствующего току от пускания готп (рис. 3.14).
В этих условиях потокосцепление ф (i, х = х к ) яв
ляется нелинейной функцией, изменение которой определя ется изменением индукции, неравномерностью распределе ния потока по сечению и длине магнитопровода вследствие влияния вихревых токов и рассеяния и т. д. Все упрощенные аналитические методы расчета времени отпускания доволь но сложны н не отличаются высокой точностью, поскольку основаны на целом ряде допущений. Обилие этих методов, разработанных применительно к конкретным типам реле, затрудняет выбор методики расчета в каждом отдельном случае. Поэтому расчет времени отпускания целесообразно выполнять графоаналитическим методом, применимым для большинства реле различной конструкции.
На рис. 3.11 представлено схематическое изображение реле в соответствии с условиями его работы при отпуска нии.
На рис. 3.12 дана эквивалентная схема, где гк' и гв'
приведенные сопротивления короткозамкнутых витков и контуров вихревых токов.
0-
&■
Рис. 3.12.
Если учесть, что все сопротивления схемы можно за менить одним эквивалентным сопротивлением г', причем
1 |
|
1 |
(3.48) |
|
L |
л __ L |
|||
|
||||
гв |
|
|||
к ' |
1 г + г п |
|
то расчетная эквивалентная схема примет вид, показанный на рис. 3.13. Эта цепь характеризуется уравнением
I г + — —О, |
(3.49) |
df |
|
где I' — эквивалентный ток в рабочей обмотке, обусловлен ный наличием параллельных цепей, током в корот козамкнутых витках и вихревыми токами.
84
Из уравнения (3.49) можно выразить время отпускания
|
1 |
7отп |
|
/птп |
(3.50) |
||
г |
|||
|
|
Vv
Если имеется кривая зависимости 3 (/, х -=т х к), то легко построить зависимость 'Ь(4-, х - - х к). Эта зависимость
показана на рис. 3.14.
Интеграл (3.50) представляет собой площадь S, ограни
ченную кривой 0(4-, .V хк ) и осью ординат. Величина
этой площади, умноженная на |
-Л-, при учете масштабов О |
|||
и I дает время отпускания |
реле. |
|
|
|
В р ем я д в и ж е н и я |
при |
о т п у ск а н и и |
|
|
При отпускании движение якоря начинается в тот |
мо |
|||
мент, когда электромагнитная сила становится |
меньше си |
|||
лы противодействующей. Вывод |
аналитических |
соотноше |
||
ний для времени движения при |
отпускании, позволяющих |
|||
с максимальной точностью рассчитать его величину, |
чрез |
|||
вычайно сложен. Поэтому на практике применяются различ ные приближенные методы определения , достаточно
точные для предварительного расчета. Один из таких мето дов построен на допущении о малости электромагнитной силы иа участке движения якоря при отпускании и неучете
еевлияния на величину времени движения.
При этом также делается допущение о том, что якорь
перемещается под действием постоянной по величине сред-
85
ной противодействующей силы. Ее значение опредетяегся из условия равенства площадей (рис. 3.15), заключенных
между осью абсцисс и реальной и условной : редней проти водействующими силами,
/ с Р (*к ■ - х и ) = - ~ , |
(3.51) |
где ms — масштабный коэффициент. |
|
|
||
Уравнение движения якоря с учетом |
(3.51) |
будет |
||
J ср (-^к " |
-^н ) |
т |
|
(3.52; |
Учитывая, что начальная скорость якоря |
равна н у л ю , |
|||
получим |
|
|
|
|
У |
(п <Х|< ~ А'" )/сср |
|
(3.53) |
|
|
|
|||
где т —приведенная масса подвижных |
частей. |
|||
Время движения при отпускании приближенно может быть определено выражением
tДВ3 |
^ср |
|
(3.54) |
где |
|
|
|
'к Т V H |
_®к |
|
|
‘Dcp= |
(3.55) |
||
|
2 |
2 ' |
|
иметь |
(3.53) из |
(3.54 |
будет |
' 2 т (хк -- * н ) |
|
||
^ДВо |
(3.56) |
||
|
/ ср |
|
|
Необходимо еще раз подчеркнуть, что время движения
при отпускании, определяемое формулой (3.56), имеет при ближенное значение.
86
Более точные рекомендации по вычислению /дв для
реле некоторых конкретных типов можно найти в рабо тах 121, |4|, |6], 1121.
3.2.ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ВИТКОВ
ИКОНТУРОВ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ
П р и в е д е н н о е со п р о т и в л е н и е к о р о т к о з а м к н у т ы х витков
При определении времени трогания и времени отпуска ния электромагнитных реле с учетом действия токов в ко роткозамкнутых витках и вихревых токов необходимо знать приведенные сопротивления как короткозамкнутых вит
ков (гк ' ), так и контуров вихревых токов (гв' ). Определение гк' не представляет затруднений, посколь
ку анализ процесса изменения тока в обмотке реле произ водится с позиций трансформатора.
На основании анализа уравнений трансформатора по следний, как известно, может быть представлен приведен ной схемой замещения, в которой приведенное сопротивле ние вторичной обмотки (г-/) определяется формулой
|
г.,'=г.,п'\ |
(3.57) |
где п |
- коэффициент трансформации; |
|
г, |
—сопротивление вторичной обмотки. |
|
В случае реле первичной обмоткой является рабочая об мотка с числом витков w, а вторичной —короткозамкнутые витки wK. Используя аналогию в работе трансформатора
и реле в переходной период, приведенное сопротивление ко роткозамкнутых витков может быть определено по формуле
гк '= ''кя2, |
(3-58) |
где
w
гк. —сопротивление короткозамкнутых витков.
п р и в е д е н н о е с о п р о т и в л е н и е к о н т у р о в в и х р е в ы х ток ов
Значительно сложнее обстоит дело с определением сопро тивления контуров вихревых токов. В переходном режиме вихревые токи в магнитных деталях реле влияют не только на величину, но и на вид магнитного поля. Характер и сте пень этого влияния зависят от целого ряда факторов, в том числе от формы сечения детали, в которой развиваются вихревые токи. Только для простых форм сечения (круг/ прямоугольник) удается получить приближенное выражение приведенного сопротивления контуров вихревых токов. Дли практических целей этого может оказаться достаточно, так
87
