![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Особливості роботи комутуючих контактівПрацездатність комутуючих контактів визначається характером протікання процесів вмикання і вимикання. У розімкненому стані контакти створюють необхідний ізоляційний проміжок, який повинен витримувати максимально можливу напругу без пробою. Для апаратів різного призначення встановлено відповідні випробувальні напруги. У процесі вмикання відстань між контактами поступово зменшується і при досягненні деякої величини утворюються умови для електричного пробою міжконтактного проміжку в результаті чого між контактами загоряється електрична дуга замикання. Дія цієї дуги є причиною часткового зношування контактів. При великих струмах в зоні дуги матеріал контактів швидко нагрівається, розплавляється і навіть випаровується в результаті чого в зоні дуги утворюється локальний мікрооб’єм з високим тиском (до 100¸1000 ат). Цей локальний об’єм продуктів горіння дуги гальмує рух контактів, однак, під дією привідного механізму відбувається торкання контактних поверхонь. Однак, в більшості випадків процес вмикання на цьому не завершується тому що цей процес носить ударний характер і після першого удару можливий відскок рухомого контакта з появою повторного дугового розряду і так далі до тих пір, поки вся кінетична енергія рухомих частин не розсіється у вигляді тепла в елементах конструкції контактів. Таким чином, при вмиканні має місце вібрація контактів. Дуга замикання нагріває контакти до високих температур (особливо в режимі частих комутацій). Якщо температура контактів в процесі замикання досягне температури плавлення матеріалу контактів, тоді після вмикання можливе зварювання контактів. Для послаблення ефекту зварювання комутуючих контактів використовують спеціальні композиційні металокерамічні матеріали: вольфрам-срібло, вольфрам-мідь, композиції метал - окиси металів (срібло -окиси міді, срібло - окиси кадмію тощо). Зменшення вібрацій контактів при їх вмиканні в комутуючих електричних апаратах досягається шляхом погодження механічної і тягової характеристик привідного механізма, зменшенням маси рухомих частин, використанням контактних вузлів з попереднім натягом контактних пружин, встановленням спеціальних демпфуючих пристроїв та іншими конструктивними рішеннями (рис. 8.8).
Таблиця 8.2. Мінімальні значення напруги і струму, необхідні для підтримування дугового розряду.
У замкненому стані контакти находяться під деяким натиском, тому при їх розмиканні сила натиску на контакти спочатку падає до 0 в результаті чого температура контакту в точці (точках) торкання різко збільшується і може досягати температури плавлення. Подальше переміщення рухомого контакту спочатку приводить до появи металевого мостика, котрий під дією механічних сил і процесів вибухового характеру, зумовлених інтенсивним нагріванням мостика, розривається, що приводить до появи між контактами електричної дуги. Розриву мостика сприяють також електродинамічні зусилля в зоні контакта. Якщо струм і напруга кола перевищують параметри, наведені в табл. 8.2, тоді між контактами при їх розмиканні утворюється дуговий розряд. Якщо ці параметри нижчі, ніж наведені в цій таблиці, тоді розряд буде іскровим. Розрив металевого мостика, горіння дуги, або іскровий розряд є причинами зношування контактів, або їх електричної ерозії. При комутації в колах постійного струму внаслідок електричної ерозії контактів спостерігається частковий перенос матеріала контактів з одного електрода на інший (з катода на анод). При відносно малих струмах і частих комутаціях зношування за одну операцію в значній мірі залежить від частоти комутацій, оскільки вона суттєво впливає на температуру контактів. Інтенсивність зношування електричних контактів в певній мірі визначає ресурс комутаційних апаратів. Для оцінки ресурсу роботи комутаційного апарата користуються поняттями «механічна зносостійкість» і «електрична зносостійкість», котрі визначаються відповідною допустимою кількістю циклів «вмикання-вимикання» до відмови. Сучасні комутаційні електричні апарати, призначені для частих комутацій струмів номінального режиму (контактори, різного роду реле) забезпечують механічну зносостійкість на рівні (10¸20)´106 циклів, а електричну - на порядок нижчу. Електрична зносостійкість апаратів, призначених для вимикання струмів аварійного режиму (короткого замикання) (автоматичні вимикачі) є значно нижчою (103¸104 циклів). Переважно мірою зношування контактів служить або величина провалу контактів, або витрата кількості матеріалу контактів для здійснення певної кількості операцій вмикання-вимикання. Гібридні контакти – комбіновані апарати для комутації кіл постійного струму засобами як статичних силових ключів так комутуючих контактів. Гібридні контакти розрізняють за типом статичного ключа (транзисторні, тиристорні) та за способом з’єднання статичного ключа та комутуючого контакту: паралельні, послідовні, паралельно-послідовні. Метою такої комбінації є поєднання позитивних властивостей комутуючих контактів та статичних ключів: електромеханічні ключі забезпечують низьке падіння напруги у провідному стані та хорошу гальванічну розв’язку у виключеному стані, а статичні ключі – високу швидкодію та полегшення режиму комутації.
Вмикання у схемі з паралельним включенням (рис. 8.9) відбувається у такій послідовності. В момент часу t0 системою керування формується сигнал на ввімкнення транзистора VТ та замикання контакту К. Транзистор вмикається практично миттєво і через нього починає протікати струм навантаження. З затримкою часу, обумовленою інерційністю електромеханічного контактора замикається контакт К і шунтує напівпровідниковий елемент. У результаті струм починає протікати через контакт К. Для вимкнення гібридного апарату необхідно системою керування сформувати сигнали на контактор і тиристор. Контактор К починає розмикатися і виникає коротка електрична дуга. Полярність напруги на контактах для напівпровідникового елементу є прямою і переводить його у провідний стан. У результаті струм через контакт К починає спадати, а струм через транзистор - наростати. Після переходу струму контакт К продовжує розмикатися у знеструмленому стані і відключення відбувається у полегшеному режимі. При цьому зменшується знос контактів, збільшується ресурс їх роботи, а також можливим стає спрощення конструкції внаслідок відсутності дугоутворення. Недоліком схеми є низька швидкодія при відключенні кола та незабезпечення гальванічної розв’язки. У послідовній схемі (рис. 8.10) при подачі сигналу керування спочатку спрацює контакт К. Після спрацювання контакту до транзистора VT буде прикладено пряму напругу і він перейде у провідний стан. При вимкненні кола завдяки вищій швидкодії першим відключиться транзистор VT і відімкне навантаження від джерела живлення. Індуктивна складова струму навантаження буде замикатися через зворотній діод VD. Розмикання контактів відбувається без струмового навантаження, дуга не виникає і це сприяє підвищенню електричної зносостійкості. До недоліків такої системи можна віднести втрати потужності у провідному стані.
Контрольні запитання: 1. На які дві групи розділяють електричні контакти за їх призначеням? 2. Які загальні вимоги висуваються до комутуючих контактів? 3. Як класифікують контакти електричних апаратів? 4. Які складові виділяють в конструкції герметичних контактів? 5. Що називають «провалом контактів»? Для яких контактів застосовують такий термін? 6. Що називають опором контакта? 7. Від чого залежить опір стягування контакта? 8. Визначте опір стягування контакту в місці контактування двох круглих мідних стержнів з торців оброблених під сферу радіусу r =40мм, які стиснені зусиллям Р=98 Н. Модуль пружності міді - 9. Визначте величину контактного натиску місткового контакту блок-контактів електромагніта, якщо через контакти протікає струм І=5А. Як рухомі, так і нерухомі контакти мають срібні накладки напівсферичної форми радіуса r =10мм. Модуль пружності срібла - 10. Який вигляд має залежність опору контактів від спаду напруги на контакті? Що називають напругою розм’ягчення контакту? 11. Що називають мінімальним струмом плавлення контакту і як цей струм визначають? 12. Охарактеризуйте особливості роботи комутуючих контактів в процесах їх вмикання та вимикання. 13. Що називають гібридними контактами? 14. Як працює схема з паралельно-послідовним з’єднанням контактів? 15. Як недоліки мають схеми з паралельним (послідовним) з’єднанням контактів?
Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 109; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |