Elektriskās piedziņas ierīces

Elektrisko ierīču kontaktu aizvēršanai un atvēršanai tiek izmantoti dažādi izpildmehānismi. Manuālajā piedziņā jauda tiek pārsūtīta no cilvēka rokas caur mehānisko transmisiju sistēmu uz kontaktiem. Manuālā iedarbināšana tiek izmantota dažos atdalītājos, slēdžos, slēdžos un kontrolieros.

Visbiežāk neautomātiskajās ierīcēs tiek izmantota manuāla iedarbināšana, lai gan dažās aizsargierīcēs ieslēgšana notiek manuāli un automātiski izslēgšanās saspiestas atsperes iedarbībā. Tālvadības piedziņas ietver elektromagnētiskās, elektropneimatiskās, elektromotora un termiskās piedziņas.

Elektromagnētiskā piedziņa

Elektriskās ierīcēs visplašāk izmantotais ir elektromagnētiskais piedziņa, kas izmanto armatūras pievilkšanas spēku pret serdi. elektromagnēts vai enkura vilkšanas spēks solenoīda spole.

Jebkurš feromagnētisks materiāls, kas novietots magnētiskajā laukā, iegūst magnēta īpašības. Tāpēc magnēts vai elektromagnēts piesaistīs sev feromagnētiskos ķermeņus.Šis īpašums ir balstīts uz dažāda veida pacelšanas, ievilkšanas un rotācijas elektromagnētu ierīcēm.

Spēks F, ar kuru elektromagnēts vai pastāvīgais magnēts piesaista feromagnētisko ķermeni — enkuru (1. att., a),

kur B ir magnētiskā indukcija gaisa spraugā; S ir stabu šķērsgriezuma laukums.

Elektromagnēta spoles radītā magnētiskā plūsma F un līdz ar to magnētiskā indukcija B gaisa spraugā, kā minēts iepriekš, ir atkarīga no spoles magnetomotīves spēka, t.i. no apgriezienu skaita w un caur to plūst strāva. Tāpēc spēku F (elektromagnēta vilkšanas spēku) var regulēt, mainot strāvu tā spolē.

Elektromagnētiskās piedziņas īpašības raksturo spēka F atkarība no armatūras stāvokļa. Šo atkarību sauc par elektromagnētiskās piedziņas vilces raksturlielumu. Magnētiskās sistēmas formai ir būtiska ietekme uz vilces raksturlieluma gaitu.

Elektroierīcēs plaši izplatījusies magnētiskā sistēma, kas sastāv no U veida serdes 1 (1. att., b) ar spoli 2 un rotējošu armatūru 4, kas savienota ar aparāta kustīgo kontaktu 3.

Aptuvens vilces raksturlielumu skats ir parādīts attēlā. 2. Kad kontakti ir pilnībā atvērti, gaisa sprauga x starp armatūru un serdi ir salīdzinoši liela un sistēmas magnētiskā pretestība būs vislielākā. Tāpēc magnētiskā plūsma F elektromagnēta gaisa spraugā, indukcija B un vilkšanas spēks F būs mazākais. Tomēr ar pareizi aprēķinātu piedziņu šim spēkam vajadzētu nodrošināt enkura piesaisti serdei.

Rīsi. 1.Elektromagnēta shematiska diagramma (a) un elektromagnētiskā piedziņas shēma ar U veida magnētisko ķēdi (b)

Armatūrai virzoties tuvāk serdenim un gaisa spraugai samazinoties, spraugā palielinās magnētiskā plūsma un attiecīgi palielinās vilkšanas spēks.

Piedziņas radītajam vilces spēkam F jābūt pietiekamam, lai pārvarētu transportlīdzekļa piedziņas sistēmas pretestības spēkus. Tajos ietilpst kustīgās sistēmas G svara spēks, kontaktspiediens Q un atgriešanas atsperes radītais spēks P (sk. 1. att., b). Iegūtā spēka izmaiņas, pārvietojot enkuru, diagrammā (sk. 2. att.) parādītas ar punktētu līniju 1-2-3-4.

Armatūrai kustoties un gaisa spraugai x samazinoties, līdz kontakti saskaras, piedziņai ir jāpārvar tikai kustīgās sistēmas masas un atgriešanas atsperes darbības radītā pretestība (1-2. sadaļa). Turklāt piepūle strauji palielinās līdz ar kontaktu sākotnējās nospiešanas vērtību (2-3) un palielinās līdz ar to kustību (3-4).

Attēlā parādīto raksturlielumu salīdzinājums. 2, ļauj spriest par aparāta darbību. Tātad, ja strāva vadības spolē rada ppm.I2w to, tad lielākā atstarpe x, pie kuras ierīce var ieslēgties, ir x2 (punkts A) un pie zemākas ppm. I1w, vilkšanas spēks nebūs pietiekams, un ierīce var ieslēgties tikai tad, kad atstarpe samazinās līdz x1 (punkts B).

Kad piedziņas spoles elektriskā ķēde atveras, kustīgā sistēma atgriežas sākotnējā stāvoklī atsperes un gravitācijas ietekmē.Pie mazām gaisa spraugas un atjaunojošo spēku vērtībām armatūru var noturēt starppozīcijā ar atlikušo magnētisko plūsmu. Šī parādība tiek novērsta, iestatot fiksētu minimālo gaisa spraugu un regulējot atsperes.

Automātiskie slēdži izmanto sistēmas ar turēšanas elektromagnētu (3. att., a). Armatūra 1 tiek turēta pievilktā stāvoklī pie serdes 5 jūga ar magnētisko plūsmu F, ko rada turēšanas spole 4, ko baro vadības ķēde. Ja nepieciešams atvienot, atvienojošajai spolei 3 tiek pievadīta strāva, kas rada magnētisko plūsmu Fo, kas vērsta uz spoles 4 magnētisko plūsmu Fu, kas demagnetizē armatūru un serdi.

Rīsi. 2. Elektromagnētiskās piedziņas vilces raksturlielumi un spēka diagramma

Rīsi. 3. Elektromagnētiskā piedziņa ar turēšanas elektromagnētu (a) un magnētisko šuntu (b).

Rezultātā armatūra atvienošanas atsperes 2 iedarbībā attālinās no serdes un atveras ierīces kontakti 6. Atslēgšanas ātrums tiek sasniegts, pateicoties tam, ka kustīgās sistēmas kustības sākumā iedarbojas lielākie nospriegotās atsperes spēki, savukārt parastajā elektromagnētiskajā piedziņā, par ko tika runāts iepriekš, armatūras kustība sākas ar lielu spraugu. un zems vilces spēks.

Kā iedarbināšanas spole 3 slēdžos dažreiz tiek izmantotas kopnes vai demagnetizējošās spoles, caur kurām iet ar ierīci aizsargātās barošanas ķēdes strāva.

Kad strāva spolē 3 sasniedz noteiktu vērtību, ko nosaka aparāta iestatījums, iegūtā magnētiskā plūsma Fu-Fo, kas iet cauri enkuram, samazinās līdz tādai vērtībai, ka tā vairs nevar noturēt armatūru vilktā stāvoklī, un aparāts. ir izslēgts.

Ātrgaitas slēdžos (3. att., b) vadības un slēgšanas spoles ir uzstādītas dažādās magnētiskās ķēdes daļās, lai izvairītos no to savstarpējās induktīvās ietekmes, kas palēnina serdeņa atmagnetizāciju un palielina tā paša atslēgšanas laiku, īpaši ar lielu avārijas strāvas pieauguma tempu aizsargātajā ķēdē.

Atslēgšanas spole 3 ir uzstādīta uz serdes 7, kas ir atdalīta no galvenās magnētiskās ķēdes ar gaisa spraugām.

Armatūra 1, serdeņi 5 un 7 ir izgatavoti tērauda loksnes iepakojumu veidā, un tāpēc magnētiskās plūsmas maiņa tajos precīzi atbildīs strāvas izmaiņām aizsargātajā ķēdē. Nogriešanas spoles 3 radītā plūsma Fo tiek aizvērta divos veidos: caur armatūru 1 un caur neuzlādētu magnētisko ķēdi 8 ar vadības spoli 4.

Plūsmas Ф0 sadalījums pa magnētiskajām ķēdēm ir atkarīgs no tās izmaiņu ātruma. Pie lieliem avārijas strāvas pieauguma ātrumiem, kas šajā gadījumā rada demagnetizējošu plūsmu Ф0, visa šī plūsma sāk plūst caur armatūru, jo strauji mainās plūsmas daļa, kas iet caur serdi ar spoli 4. emf ir novērsts. d. s tiek inducēts turēšanas spolē, kad strāva caur to strauji mainās. Šī e. utt. c) saskaņā ar Lenca likumu tas rada strāvu, kas palēnina šīs plūsmas daļas Fo augšanu.

Rezultātā ātrgaitas slēdža izslēgšanas ātrums būs atkarīgs no strāvas pieauguma ātruma, kas iet cauri slēgspai 3. Jo straujāk palielinās strāva, jo mazāka strāva, sākas aparāta atslēgšanās. Šī ātrgaitas slēdža īpašība ir ļoti vērtīga, jo īssavienojuma režīmos strāvai ir vislielākais ātrums un jo ātrāk ķēdes pārtraucējs sāks pārtraukt ķēdi, jo mazāka būs tā ierobežotā strāva.

Dažos gadījumos ir nepieciešams palēnināt elektriskās aparāta darbību. Tas tiek darīts ar ierīces palīdzību laika aizkaves iegūšanai, ar ko saprot laiku no brīža, kad tiek pielikts vai noņemts spriegums no aparāta piedziņas spoles līdz kontaktu kustības sākumam. elektrisko ierīču izslēgšana, ko kontrolē līdzstrāva, tiek veikta, izmantojot papildu īssavienojuma spoli, kas atrodas tajā pašā magnētiskajā ķēdē ar vadības spoli.

Kad no vadības spoles tiek noņemta jauda, ​​šīs spoles radītā magnētiskā plūsma mainās no darbības vērtības uz nulli.

Mainoties šai plūsmai, īssavienotajā spolē tiek inducēta strāva tādā virzienā, ka tās magnētiskā plūsma novērš vadības spoles magnētiskās plūsmas samazināšanos un notur aparāta elektromagnētiskās piedziņas armatūru pievilktā stāvoklī.

Īsslēguma spoles vietā uz magnētiskās ķēdes var uzstādīt vara uzmavu. Tās darbība ir līdzīga īssavienojuma spoles darbībai. To pašu efektu var panākt, īssavienojot vadības spoles ķēdi brīdī, kad tā ir atvienota no tīkla.

Lai iegūtu slēdža ātrumu elektrisko aparātu ieslēgšanai, tiek izmantoti dažādi mehāniski laika noteikšanas mehānismi, kuru darbības princips ir līdzīgs pulkstenim.

Elektromagnētisko ierīču piedziņas raksturo strāvas (vai sprieguma) iedarbināšana un atgriešana. Darba strāva (spriegums) ir mazākā strāvas (sprieguma) vērtība, pie kuras tiek nodrošināta skaidra un uzticama ierīces darbība. Vilces ierīcēm reakcijas spriegums ir 75% no nominālā sprieguma.

Ja pakāpeniski samazināsiet strāvu spolē, tad pie noteiktas vērtības ierīce izslēgsies. Lielāko strāvas (sprieguma) vērtību, pie kuras ierīce jau ir izslēgta, sauc par pretējo strāvu (spriegumu). Apgrieztā strāva Ib vienmēr ir mazāka par darba strāvu Iav, jo, ieslēdzot aparāta mobilo sistēmu, ir jāpārvar berzes spēki, kā arī palielinātās gaisa spraugas starp elektromagnētiskās sistēmas armatūru un jūgu. .

Atgriešanās strāvas attiecību pret uztveršanas strāvu sauc par atgriešanās koeficientu:

Šis koeficients vienmēr ir mazāks par vienu.

Elektropneimatiskā piedziņa

Visvienkāršākajā gadījumā pneimatiskā piedziņa sastāv no cilindra 1 (4. att.) un virzuļa 2, kas ir savienots ar kustīgu kontaktu 6. Kad vārsts 3 ir atvērts, cilindrs ir savienots ar saspiestā gaisa cauruli 4 kas paceļ virzuli 2 augšējā pozīcijā un aizver kontaktus. Kad vārsts pēc tam aizveras, cilindra tilpums zem virzuļa tiek savienots ar atmosfēru, un virzulis atgriešanās atsperes 5 iedarbībā atgriežas sākotnējā stāvoklī, atverot kontaktus.Šādu izpildmehānismu var saukt par manuāli darbināmu pneimatisko izpildmehānismu.

Saspiestā gaisa padeves tālvadības iespējai jaucējkrāna vietā tiek izmantoti solenoīda vārsti. Solenoīda vārsts (5. att.) ir divu vārstu (ieplūdes un izplūdes) sistēma ar mazjaudas (5-25 W) elektromagnētisko piedziņu. Tie ir sadalīti ieslēgšanas un izslēgšanas posmos atkarībā no to darbību veida, kuras tās veic, kad spolei tiek pieslēgta sprieguma.

Kad spole ir iedarbināta, slēgvārsts savieno iedarbināšanas cilindru ar saspiestā gaisa avotu, un, kad spole ir atslēgta no sprieguma, tas nosūta cilindru atmosfērā, vienlaikus bloķējot piekļuvi saspiestā gaisa balonam. Gaiss no tvertnes plūst caur atveri B (5. att., a) uz apakšējo vārstu 2, kas ir aizvērts sākotnējā stāvoklī.

Rīsi. 4. Pneimatiskā piedziņa

Rīsi. 5. Solenoīda vārstu ieslēgšana (a) un izslēgšana (b).

Pneimatiskā izpildmehānisma cilindrs, kas savienots ar portu A, caur atvērto vārstu 1 ir savienots ar atmosfēru caur portu C. Kad spolei K ir strāva, solenoīda stienis nospiež augšējo vārstu 1 un, pārvarot atsperes 3 spēku, aizveras. vārstu 1 un atver vārstu 2. Tajā pašā laikā saspiestais gaiss no porta B caur vārstu 2 un portu A nonāk pneimatiskā izpildmehānisma cilindrā.

Gluži pretēji, slēgvārsts, kad spole nav satraukta, savieno cilindru ar saspiestu gaisu, bet, kad spole ir satraukta - ar atmosfēru. Sākotnējā stāvoklī vārsts 1 (5. att., b) ir aizvērts un vārsts 2 ir atvērts, radot ceļu saspiestam gaisam no porta B uz portu A caur vārstu 2.Kad spole ir iedarbināta, atveras vārsts 1, savienojot cilindru ar atmosfēru, un gaisa padevi aptur vārsts 2.

Elektromotora piedziņa

Lai darbinātu vairākas elektriskās ierīces, elektromotorus izmanto ar mehāniskām sistēmām, kas pārvērš motora vārpstas rotācijas kustību kontaktu sistēmas translācijas kustībā. Galvenā elektromotoru piedziņu priekšrocība salīdzinājumā ar pneimatiskajām ir to raksturlielumu noturība un regulēšanas iespēja. Saskaņā ar darbības principu šīs piedziņas var iedalīt divās grupās: ar pastāvīgu motora vārpstas savienojumu ar elektrisko ierīci un ar periodisku savienojumu.

Elektriskajā ierīcē ar elektromotoru (6. att.) rotācija no elektromotora 1 caur zobratu 2 tiek pārraidīta uz sadales vārpstu 3. Noteiktā stāvoklī vārpstas 4 izciļņa paceļ stieni 5 un aizveras. ar to saistītais kustīgais kontakts ar stacionāro kontaktu 6.

Grupas elektrisko ierīču piedziņas sistēmā dažreiz tiek ieviestas ierīces, kas nodrošina pakāpenisku elektriskās ierīces vārpstas rotāciju ar pieturu jebkurā pozīcijā. Bremzēšanas laikā dzinējs tiek izslēgts. Šāda sistēma nodrošina precīzu elektriskās aparāta vārpstas fiksāciju pozīcijā.

Piemēram, Fig. 7 ir shematisks tā sauktās Maltas krusteniskās piedziņas attēls, ko izmanto grupu kontrolleros.

Rīsi. 6. Elektromotora piedziņa ar pastāvīgu motora vārpstu un elektrisko aparātu savienojumu

Rīsi. 7. Grupas kontrollera elektromotora piedziņa

att. 8. Termiskais izpildmehānisms ar bimetāla plāksni.

Piedziņa sastāv no servomotora un tārpu pārnesumkārbas ar pozīcijas fiksāciju ar Maltas krusta palīdzību. Tārps 1 ir savienots ar servomotoru un pārraida rotāciju uz tārpa riteņa 2 vārpstu, virzot disku 3 ar pirkstiem un fiksatoru (7. att., a). Maltas krusta 4 vārpsta negriežas, līdz diska 6 pirksts (7. att., b) iekļūst Maltas krusta rievā.

Turpinot griešanos, pirksts pagriezīs krustu un līdz ar to arī vārpstu, uz kuras tas atrodas, par 60 °, pēc tam pirksts tiks atbrīvots, un bloķēšanas sektors 7 precīzi nofiksēs vārpstas stāvokli. Pagriežot tārpa zobrata vārpstu par vienu apgriezienu, Maltas šķērsvārpsta pagriezīsies par 1/3 apgriezienu.

Pārnesums 5 ir uzstādīts uz Maltas krusta vārpstas, kas pārraida rotāciju uz grupas kontrollera galveno sadales vārpstu.

Termiskā piedziņa

Šīs ierīces galvenais elements ir bimetāla plāksne, kas sastāv no diviem atšķirīgu metālu slāņiem, kas ir stingri savienoti pa visu saskares virsmu. Šiem metāliem ir dažādi lineārās izplešanās temperatūras koeficienti. Metāla slāni ar augstu lineārās izplešanās koeficientu 1 (8. att.) sauc par termoaktīvo slāni, atšķirībā no slāņa ar zemāku lineārās izplešanās koeficientu 3, ko sauc par termopasīvo.

Sildot plāksni ar strāvu, kas iet caur to, vai ar sildelementu (netiešā sildīšana), notiek atšķirīgs abu slāņu pagarinājums un plāksne noliecas pret termopasīvo slāni. Ar šādu liekšanu kontaktus 2, kas savienoti ar plāksni, var tieši aizvērt vai atvērt, ko izmanto siltuma relejos.

Plāksnes saliekšana var arī atbrīvot elektriskā aparāta sviras fiksatoru, ko pēc tam atbrīvo atsperes. Iestatītā piedziņas strāva tiek kontrolēta, izvēloties sildelementus (ar netiešo sildīšanu) vai mainot kontakta risinājumu (ar tiešo apkuri).Laiks, lai pēc darbības un dzesēšanas bimetāla plāksne atgrieztos sākotnējā stāvoklī, svārstās no 15 s līdz 1,5 minūtēm.