Файл: Курс лекций по дисциплине Средства автоматизации и управления.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.04.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
и 
вводят параметр 
, тогда
или
;
;
.
При другом характере тока нагрузки определяется его эквивалентное значение
, по которому в соответствии с выражением (1.7) определяются параметры проводника. В повторно-кратковременном режиме
,
где
- ток в проводнике; 
,
- соответственно время протекания тока и паузы.
Для кратковременного режима
.
1.3. СИСТЕМА МАГНИТНОГО ДУТЬЯ
Дуга на контактах коммутирующего аппарата возникает в двух случаях: при пробое промежутка между контактами и при размыкании контактов. Полагают [1], что минимальными условиями возникновения хотя бы неустойчивой дуги являются:
0,5 А; 
15-20 В. Для определения условия гашения дуги следует рассмотреть взаимное расположение вольт-амперных характеристик дуги и коммутируемого участка.
Статическая вольт-амперная характеристика свободной дуги в воздухе выражается следующей эмпирической формулой
,
где
=10-20В – приэлектродное падение напряжения, В ;
- длина дуги, см; 
- скорость движения дуги в поперечном направлении, см/с; 
-
ток дуги, А.
Вольт-амперные характеристики дуги и коммутируемого участка имеют вид, представленный на рис. 1.3.
Напряжение источника питания при размыкании и возникновении дуги
согласно второму закона Кирхгофа равно совокупности трех составляющих
.
Устойчивое горение дуги возможно только при постоянном значении тока, когда
. При этом
,
что соответствует точкам А и В графика. В остальных точках (при других значениях
) будет
.
Если
>0, то энергия, подводимая к участку, больше чем потребная для горения дуги; дуга горит устойчиво. Если <0, то дуга гаснет. Таким образом дуга горит устойчиво при токах в коммутируемой цепи, когда её вольт-амперная характеристика располагается ниже реостатной. Отметим, что дуга представляет собой проводник тока. Это ионизированный столб газов с направленным движением заряженных частиц. Пока дуга горит, цепь не разомкнута. Задача коммутируемого аппарата - как можно быстрее погасить дугу. Самое быстрое размыкание цепи - бездуговое. Для гашения дуги в контактных аппаратах используют способы, состоящие в увеличении её сопротивления путем увеличения ее длины. Сущность его заключается в следующем. В цепь главных контактов (рис.1.4) вводят катушку. При размыкании главных контактов возникает бросок тока, в катушке создаётся магнитный поток, который, взаимодействуя с дугой, представляющей проводник с током, вызывает её перемещение в дугогасительную камеру. Она растягивается на пластинах камеры,
значительно увеличивая её сопротивление. В результате для её горения энергии
источника питания недостаточно, и она гаснет. Сила, с которой поток взаимодействует с дугой при последовательном включении катушки, определяется, Н
,
где
- число витков в катушке; - длина дуги; - коммутируемый ток.
При включении катушки магнитного дутья параллельно источнику питания нагрузку сила взаимодействия потока с дугой определяется
,
где
=1,25
Г/см; 
-сопротивление катушки. Однако параллельное включении используется крайне редко по конструктивным и эксплуатационным факторам. Она должна выполняться из тонкого провода с большим количеством витков.
1.4. КОНТАКТЫ
Основное требование, предъявляемое к контактам - высокая механическая и электрическая прочность (см. введение).
Краткая классификация:
а) силовые (главные) > 1 - 5 А;
б) блок-контакты <1 А.
а) замыкающие ;
б) размыкающие ;
в) переключающие .
а) точечные;
б) линейные;
в) плоскостные.
Расчет контактов состоит в определении сопротивления контактного перехода
,
где
- допустимое усилие поджатия контактов; 
- конструктивный коэффициент, для точечных
= 0,5, для линейных = 0,5-0,7, для плоскостных
=1 .
Значения
для различных материалов определяются по табл. 1.1. Предельное значение сопротивления контактов определяется
,
где - коммутируемый ток; 
(0,5-0,7)
- падение напряжения на контактах определяется по табл. 1.2
Сначала определяется
, далее выбирается конструкция, а затем . При замыкании контактов окисная пленка разрушается продавливанием механическими силами и пробоем за счет разности электрических потенциалов на контактах.
Таблица 1.1 Таблица 1.2
Материал контактов для общепромышленных аппаратов выбирают как правило на основе меди, для специального назначения - из драгметаллов.
1.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
В коммутационных аппаратах и устройствах электромагниты предназначены для перемещения контактов. В зависимости от рода тока они бывают постоянного и переменного тока. На катушку подаётся напряжение цепи управления меньшее, чем коммутационное (для контакторов).
Основные требования: максимальное быстродействие и возможно больший коэффициент возврата
=(0,8 - 0,9).
Различают следующие характеристики электромагнитов:
1)
- тяговая характеристика, это зависимость электромагнитного усилия от величины зазора;
2)
- механическая характеристика, это зависимость усилий пружин ( в т.ч. и контактов) от величины зазора;
3) - коэффициент возврата;
1.5.1. Электромагниты постоянного тока
1>
вводят параметр , тогда или ; ; .При другом характере тока нагрузки определяется его эквивалентное значение
, по которому в соответствии с выражением (1.7) определяются параметры проводника. В повторно-кратковременном режиме ,где
- ток в проводнике; , - соответственно время протекания тока и паузы. Для кратковременного режима
.1.3. СИСТЕМА МАГНИТНОГО ДУТЬЯ
Дуга на контактах коммутирующего аппарата возникает в двух случаях: при пробое промежутка между контактами и при размыкании контактов. Полагают [1], что минимальными условиями возникновения хотя бы неустойчивой дуги являются:
0,5 А; 15-20 В. Для определения условия гашения дуги следует рассмотреть взаимное расположение вольт-амперных характеристик дуги и коммутируемого участка. Статическая вольт-амперная характеристика свободной дуги в воздухе выражается следующей эмпирической формулой
,где
=10-20В – приэлектродное падение напряжения, В ;
- длина дуги, см; - скорость движения дуги в поперечном направлении, см/с; - ток дуги, А.
Вольт-амперные характеристики дуги и коммутируемого участка имеют вид, представленный на рис. 1.3.
Напряжение источника питания при размыкании и возникновении дуги
согласно второму закона Кирхгофа равно совокупности трех составляющих
. Устойчивое горение дуги возможно только при постоянном значении тока, когда
. При этом ,что соответствует точкам А и В графика. В остальных точках (при других значениях
) будет .Если
>0, то энергия, подводимая к участку, больше чем потребная для горения дуги; дуга горит устойчиво. Если <0, то дуга гаснет. Таким образом дуга горит устойчиво при токах в коммутируемой цепи, когда её вольт-амперная характеристика располагается ниже реостатной. Отметим, что дуга представляет собой проводник тока. Это ионизированный столб газов с направленным движением заряженных частиц. Пока дуга горит, цепь не разомкнута. Задача коммутируемого аппарата - как можно быстрее погасить дугу. Самое быстрое размыкание цепи - бездуговое. Для гашения дуги в контактных аппаратах используют способы, состоящие в увеличении её сопротивления путем увеличения ее длины. Сущность его заключается в следующем. В цепь главных контактов (рис.1.4) вводят катушку. При размыкании главных контактов возникает бросок тока, в катушке создаётся магнитный поток, который, взаимодействуя с дугой, представляющей проводник с током, вызывает её перемещение в дугогасительную камеру. Она растягивается на пластинах камеры,
значительно увеличивая её сопротивление. В результате для её горения энергии
источника питания недостаточно, и она гаснет. Сила, с которой поток взаимодействует с дугой при последовательном включении катушки, определяется, Н
,где
- число витков в катушке; - длина дуги; - коммутируемый ток.При включении катушки магнитного дутья параллельно источнику питания нагрузку сила взаимодействия потока с дугой определяется
,где
=1,25 Г/см; -сопротивление катушки. Однако параллельное включении используется крайне редко по конструктивным и эксплуатационным факторам. Она должна выполняться из тонкого провода с большим количеством витков. 1.4. КОНТАКТЫ
Основное требование, предъявляемое к контактам - высокая механическая и электрическая прочность (см. введение).
Краткая классификация:
-
По величине коммутируемого тока (для контакторов)
а) силовые (главные)
> 1 - 5 А;б) блок-контакты
<1 А.-
По изменению положения:
а) замыкающие ;
б) размыкающие ;
в) переключающие .
-
По конструкции (рис. 1.5):
а) точечные;
б) линейные;
в) плоскостные.
Расчет контактов состоит в определении сопротивления контактного перехода
,где
- допустимое усилие поджатия контактов;
- конструктивный коэффициент, для точечных
= 0,5, для линейных = 0,5-0,7, для плоскостных =1 . Значения
для различных материалов определяются по табл. 1.1. Предельное значение сопротивления контактов определяется ,где
- коммутируемый ток; (0,5-0,7) - падение напряжения на контактах определяется по табл. 1.2Сначала определяется
, далее выбирается конструкция, а затем . При замыкании контактов окисная пленка разрушается продавливанием механическими силами и пробоем за счет разности электрических потенциалов на контактах.Таблица 1.1 Таблица 1.2
| Материал | [мкОм/Н] |
| Ag | 60 |
| Cu (слаботочные) | 140-280 |
| Cu (сильноточные) | 400 |
| Материалы | [В] |
| Ag | 0,08-0,1 |
| Cu | 0,09-0,25 |
| W | 0,12-0,25 |
| Pt | 0,22-0,4 |
Материал контактов для общепромышленных аппаратов выбирают как правило на основе меди, для специального назначения - из драгметаллов.
1.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
В коммутационных аппаратах и устройствах электромагниты предназначены для перемещения контактов. В зависимости от рода тока они бывают постоянного и переменного тока. На катушку подаётся напряжение цепи управления меньшее, чем коммутационное (для контакторов).
Основные требования: максимальное быстродействие и возможно больший коэффициент возврата
=(0,8 - 0,9).Различают следующие характеристики электромагнитов:
1)
- тяговая характеристика, это зависимость электромагнитного усилия от величины зазора;2)
- механическая характеристика, это зависимость усилий пружин ( в т.ч. и контактов) от величины зазора;3)
- коэффициент возврата;-
- временная характеристика.
1.5.1. Электромагниты постоянного тока
1>
