Mga aparatong electric drive

Iba't ibang actuator ang ginagamit upang isara at buksan ang mga contact ng mga de-koryenteng device. Sa isang manu-manong pagmamaneho, ang kapangyarihan ay ipinapadala mula sa kamay ng tao sa pamamagitan ng isang sistema ng mekanikal na pagpapadala sa mga contact. Ginagamit ang manual actuation sa ilang disconnector, circuit breaker, circuit breaker at controllers.

Kadalasan, ginagamit ang manual actuation sa mga hindi awtomatikong device, bagama't sa ilang mga protective device, ang pag-on ay ginagawa nang manu-mano at awtomatikong pinapatay sa ilalim ng pagkilos ng isang naka-compress na spring. Kasama sa mga remote drive ang electromagnetic, electropneumatic, electric motor at thermal drive.

Electromagnetic drive

Ang pinaka-malawak na ginagamit sa mga de-koryenteng aparato ay isang electromagnetic drive na gumagamit ng puwersa ng pagkahumaling ng armature sa core. electromagnet o ang lakas ng paghila ng anchor solenoid coil.

Ang anumang ferromagnetic na materyal na inilagay sa isang magnetic field ay nakakakuha ng mga katangian ng isang magnet. Samakatuwid, ang isang magnet o electromagnet ay makaakit ng mga ferromagnetic na katawan sa sarili nito.Nakabatay ang property na ito sa mga device ng iba't ibang uri ng lifting, retracting at rotating electromagnets.

Isang puwersa F kung saan ang electromagnet o permanenteng magnet umaakit ng ferromagnetic body - isang anchor (Fig. 1, a),

kung saan ang B ay ang magnetic induction sa air gap; Ang S ay ang cross-sectional area ng mga pole.

Ang magnetic flux F na nilikha ng coil ng electromagnet at samakatuwid ang magnetic induction B sa air gap, tulad ng nabanggit sa itaas, ay nakasalalay sa magnetomotive force ng coil, i.e. ng bilang ng mga pagliko w at ang kasalukuyang dumadaloy dito. Samakatuwid, ang puwersa F (pulling force ng electromagnet) ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang sa likid nito.

Ang mga katangian ng electromagnetic drive ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-asa ng puwersa F sa posisyon ng armature. Ang pag-asa na ito ay tinatawag na katangian ng traksyon ng electromagnetic drive. Ang hugis ng magnetic system ay may malaking impluwensya sa kurso ng katangian ng traksyon.

Ang isang magnetic system na binubuo ng isang U-shaped na core 1 (Fig. 1, b) na may isang coil 2 at isang umiikot na armature 4, na konektado sa movable contact 3 ng apparatus, ay naging laganap sa mga de-koryenteng aparato.

Ang isang tinatayang view ng mga katangian ng traksyon ay ipinapakita sa fig. 2. Kapag ang mga contact ay ganap na nakabukas, ang air gap x sa pagitan ng armature at ang core ay medyo malaki at ang magnetic resistance ng system ang magiging pinakamalaki. Samakatuwid, ang magnetic flux F sa air gap ng electromagnet, ang induction B at ang pulling force F ay ang pinakamaliit. Gayunpaman, sa isang wastong kinakalkula na drive, dapat tiyakin ng puwersang ito ang pagkahumaling ng anchor sa core.

kanin. 1.Schematic diagram ng isang electromagnet (a) at diagram ng isang electromagnetic drive na may hugis-U na magnetic circuit (b)

Habang papalapit ang armature sa core at bumababa ang air gap, tumataas ang magnetic flux sa gap at tumataas ang puwersa ng paghila nang naaayon.

Ang thrust force F na nilikha ng drive ay dapat sapat upang madaig ang drag forces ng propulsion system ng sasakyan. Kabilang dito ang puwersa ng bigat ng gumagalaw na sistema G, ang contact pressure Q at ang puwersa P na nilikha ng return spring (tingnan ang Fig. 1, b). Ang pagbabago sa nagresultang puwersa kapag inililipat ang anchor ay ipinapakita sa diagram (tingnan ang Fig. 2) ng dashed line 1-2-3-4.

Habang gumagalaw ang armature at bumababa ang air gap x hanggang sa magkadikit ang mga contact, kailangan lang malampasan ng drive ang resistensya dahil sa masa ng gumagalaw na system at ang pagkilos ng return spring (seksyon 1-2). Bilang karagdagan, ang pagsisikap ay tumataas nang husto sa halaga ng paunang pagpindot ng mga contact (2-3) at tumataas sa kanilang paggalaw (3-4).

Isang paghahambing ng mga katangian na ipinapakita sa Fig. 2, ay nagbibigay-daan sa amin upang hatulan ang pagpapatakbo ng apparatus. Kaya kung ang kasalukuyang sa control coil ay gumagawa ng ppm.I2w to, kung gayon ang pinakamalaking gap x kung saan maaaring i-on ng device ay x2 (point A) at sa mas mababang ppm. I1w, ang puwersa ng paghila ay hindi magiging sapat at ang aparato ay makakapag-on lamang kapag ang puwang ay bumaba sa x1 (punto B).

Kapag ang electrical circuit ng drive coil ay bumukas, ang gumagalaw na sistema ay babalik sa orihinal nitong posisyon sa ilalim ng pagkilos ng tagsibol at grabidad.Sa maliit na halaga ng air gap at pagpapanumbalik ng mga puwersa, ang armature ay maaaring hawakan sa isang intermediate na posisyon sa pamamagitan ng natitirang magnetic flux. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay inalis sa pamamagitan ng pagtatakda ng isang nakapirming minimum na puwang ng hangin at pagsasaayos ng mga bukal.

Gumagamit ang mga circuit breaker ng mga system na may hawak na electromagnet (Larawan 3, a). Ang armature 1 ay hawak sa isang naaakit na posisyon sa pamatok ng core 5 ng magnetic flux F na nabuo ng holding coil 4 na pinapakain ng control circuit. Kung kinakailangan upang idiskonekta, ang isang kasalukuyang ay ibinibigay sa disconnecting coil 3, na lumilikha ng magnetic flux Fo na nakadirekta sa magnetic flux Fu ng coil 4, na nagde-demagnetize sa armature at core.

kanin. 2. Mga katangian ng traksyon ng electromagnetic drive at force diagram

kanin. 3. Electromagnetic drive na may hawak na electromagnet (a) at may magnetic shunt (b)

Bilang resulta, ang armature sa ilalim ng pagkilos ng disconnecting spring 2 ay lumalayo mula sa core at ang mga contact 6 ng device ay bumukas. Ang bilis ng tripping ay nakamit dahil sa ang katunayan na sa simula ng paggalaw ng movable system, ang pinakadakilang pwersa ng tensioned spring ay kumikilos, habang sa conventional electromagnetic drive, na tinalakay kanina, ang paggalaw ng armature ay nagsisimula sa isang malaking puwang. at isang mababang pagsisikap sa traksyon.

Habang ginagamit ang actuating coil 3 sa mga circuit breaker, ginagamit minsan ang mga busbar o demagnetizing coil, kung saan dumadaan ang kasalukuyang ng supply circuit na protektado ng device.

Kapag ang kasalukuyang sa coil 3 ay umabot sa isang tiyak na halaga na tinutukoy ng setting ng apparatus, ang nagreresultang magnetic flux Fu — Fo na dumadaan sa armature ay bumababa sa isang halaga na hindi na nito mahawakan ang armature sa isang pulled state, at ang apparatus ay naka-off.

Sa mga high-speed circuit breaker (Larawan 3, b), ang control at closing coils ay naka-install sa iba't ibang bahagi ng magnetic circuit upang maiwasan ang kanilang mutual inductive influence, na nagpapabagal sa demagnetization ng core at nagpapataas ng sarili nitong tripping time, lalo na sa mataas na rate ng pagtaas ng emergency na kasalukuyang sa protektadong circuit.

Ang tripping coil 3 ay naka-mount sa core 7, na pinaghihiwalay mula sa pangunahing magnetic circuit ng mga air gaps.

Ang armature 1, core 5 at 7 ay ginawa sa anyo ng mga pakete ng steel sheet, at samakatuwid ang pagbabago ng magnetic flux sa kanila ay eksaktong tumutugma sa pagbabago ng kasalukuyang sa protektadong circuit. Ang flux Fo na nilikha ng cut-off coil 3 ay sarado sa dalawang paraan: sa pamamagitan ng armature 1 at sa pamamagitan ng uncharged magnetic circuit 8 na may control coil 4.

Ang pamamahagi ng flux Ф0 kasama ang mga magnetic circuit ay nakasalalay sa rate ng pagbabago nito. Sa mataas na mga rate ng pagtaas ng kasalukuyang pang-emergency, na sa kasong ito ay lumilikha ng isang demagnetizing flux Ф0, ang lahat ng flux na ito ay nagsisimulang dumaloy sa armature, dahil ang isang mabilis na pagbabago sa bahagi ng flux Fo na dumadaan sa core na may coil 4 ng pinipigilan ang emf. d. s sapilitan sa holding coil kapag ang kasalukuyang sa pamamagitan nito ay mabilis na nagbabago. Ito e. atbp. c.ayon sa tuntunin ni Lenz, lumilikha ito ng agos na nagpapabagal sa paglaki ng bahaging iyon ng daloy Fo.

Bilang resulta, ang bilis ng tripping ng high-speed circuit breaker ay depende sa rate ng pagtaas ng kasalukuyang dumadaan sa closing coil 3. Ang mas mabilis na pagtaas ng kasalukuyang, mas mababa ang kasalukuyang, nagsisimula ang tripping ng apparatus. Ang pag-aari na ito ng isang high-speed circuit breaker ay napakahalaga dahil ang kasalukuyang ay may pinakamataas na bilis sa mga short-circuit mode at mas maaga ang circuit breaker ay nagsimulang masira ang circuit, mas maliit ang kasalukuyang limitado nito.

Sa ilang mga kaso, kinakailangan upang pabagalin ang pagpapatakbo ng mga de-koryenteng kagamitan. Ginagawa ito sa tulong ng isang aparato para sa pagkuha ng isang pagkaantala ng oras, na nauunawaan bilang ang oras mula sa sandaling ang boltahe ay inilapat o inalis mula sa drive coil ng apparatus hanggang sa simula ng paggalaw ng mga contact. Ang pagkaantala para sa ang pag-off ng mga de-koryenteng aparato na kinokontrol ng direktang kasalukuyang, ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang karagdagang short-circuit coil na matatagpuan sa parehong magnetic circuit na may control coil.

Kapag ang kapangyarihan ay tinanggal mula sa control coil, ang magnetic flux na nilikha ng coil na ito ay nagbabago mula sa operating value nito sa zero.

Kapag nagbago ang flux na ito, ang isang kasalukuyang ay sapilitan sa short-circuited coil sa direksyon na ang magnetic flux nito ay humahadlang sa pagbabawas ng magnetic flux ng control coil at hawak ang armature ng electromagnetic drive ng apparatus sa naaakit na posisyon.

Sa halip na isang short circuit coil, maaaring i-install ang isang tansong manggas sa magnetic circuit. Ang pagkilos nito ay katulad ng sa isang short circuit coil. Ang parehong epekto ay maaaring makamit sa pamamagitan ng short-circuiting ang circuit ng control coil sa sandaling ito ay hindi nakakonekta mula sa network.

Upang makuha ang bilis ng shutter para sa pag-on ng mga de-koryenteng kagamitan, ginagamit ang iba't ibang mga mekanikal na mekanismo ng tiyempo, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay katulad ng isang orasan.

Ang mga electromagnetic device drive ay nailalarawan sa pamamagitan ng kasalukuyang (o boltahe) actuation at pagbabalik. Ang kasalukuyang pagpapatakbo (boltahe) ay ang pinakamaliit na halaga ng kasalukuyang (boltahe) kung saan tinitiyak ang malinaw at maaasahang operasyon ng aparato. Para sa mga aparato ng traksyon, ang boltahe ng reaksyon ay 75% ng na-rate na boltahe.

Kung unti-unti mong bawasan ang kasalukuyang sa likid, pagkatapos ay sa isang tiyak na halaga nito ang aparato ay i-off. Ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang (boltahe) kung saan naka-off na ang aparato ay tinatawag na reverse current (boltahe). Ang reverse current Ib ay palaging mas maliit kaysa sa operating kasalukuyang Iav, dahil kapag i-on ang mobile system ng apparatus, kinakailangan upang mapagtagumpayan ang frictional forces, pati na rin ang pagtaas ng mga air gaps sa pagitan ng armature at ang yoke ng electromagnetic system. .

Ang ratio ng return current sa capture current ay tinatawag na return factor:

Ang koepisyent na ito ay palaging mas mababa sa isa.

Electropneumatic drive

Sa pinakasimpleng kaso, ang pneumatic drive ay binubuo ng isang cylinder 1 (Fig. 4) at isang piston 2, na konektado sa isang movable contact 6. Kapag ang balbula 3 ay bukas, ang silindro ay konektado sa compressed air pipe 4, na nagpapataas ng piston 2 sa pinakamataas na posisyon at nagsasara ng mga contact. Kapag ang balbula ay kasunod na nagsasara, ang dami ng silindro sa ilalim ng piston ay konektado sa kapaligiran at ang piston sa ilalim ng pagkilos ng return spring 5 ay bumalik sa orihinal nitong estado, na binubuksan ang mga contact.Ang nasabing actuator ay maaaring tawaging isang manually operated pneumatic actuator.

Para sa posibilidad ng remote control ng supply ng compressed air, ang mga solenoid valve ay ginagamit sa halip na isang gripo. Ang solenoid valve (Fig. 5) ay isang sistema ng dalawang valves (intake at exhaust) na may low-power (5-25 W) electromagnetic drive. Ang mga ito ay nahahati sa on at off depende sa likas na katangian ng mga operasyon na kanilang ginagawa kapag ang coil ay pinalakas.

Kapag na-energize ang coil, ikinokonekta ng shut-off valve ang actuating cylinder sa pinagmumulan ng compressed air, at kapag na-de-energized ang coil, ipinaparating nito ang cylinder sa atmospera, sabay-sabay na hinaharangan ang access sa compressed air cylinder. Ang hangin mula sa tangke ay dumadaloy sa pagbubukas ng B (Larawan 5, a) sa mas mababang balbula 2, na sarado sa paunang posisyon.

kanin. 4. Pneumatic drive

kanin. 5. Pagbukas ng (a) at pagpapasara (b) mga solenoid valve

Ang silindro ng pneumatic actuator na konektado sa port A ay konektado sa pamamagitan ng bukas na balbula 1 sa atmospera sa pamamagitan ng port C. Kapag ang coil K ay pinalakas, ang solenoid rod ay pinindot ang itaas na balbula 1 at, na nagtagumpay sa puwersa ng tagsibol 3, nagsasara balbula 1 at binubuksan ang balbula 2. Kasabay nito, ang naka-compress na hangin mula sa port B hanggang sa balbula 2 at port A sa pneumatic actuator cylinder.

Sa kabaligtaran, ang shut-off valve, kapag ang coil ay hindi nasasabik, nagkokonekta sa silindro sa compressed air, at kapag ang coil ay nasasabik - sa kapaligiran. Sa paunang estado, ang balbula 1 (Larawan 5, b) ay sarado, at ang balbula 2 ay bukas, na lumilikha ng isang landas para sa naka-compress na hangin mula sa port B patungo sa port A hanggang sa balbula 2.Kapag ang coil ay pinalakas, ang balbula 1 ay bubukas, na kumukonekta sa silindro sa atmospera, at ang suplay ng hangin ay huminto sa pamamagitan ng balbula 2.

Pagmamaneho ng de-kuryenteng motor

Upang magmaneho ng isang bilang ng mga de-koryenteng aparato, ang mga de-koryenteng motor ay ginagamit sa mga mekanikal na sistema na nagko-convert ng rotary motion ng motor shaft sa translational motion ng contact system. Ang pangunahing bentahe ng mga electromotor drive kumpara sa mga pneumatic ay ang pare-pareho ng kanilang mga katangian at ang posibilidad ng kanilang pagsasaayos. Ayon sa prinsipyo ng pagpapatakbo, ang mga drive na ito ay maaaring nahahati sa dalawang grupo: na may permanenteng koneksyon ng motor shaft na may electric device at may panaka-nakang koneksyon.

Sa isang de-koryenteng aparato na may de-koryenteng motor (Larawan 6), ang pag-ikot mula sa de-koryenteng motor 1 ay ipinapadala sa pamamagitan ng isang gulong ng gear 2 hanggang sa camshaft 3. Sa isang tiyak na posisyon, ang cam ng baras 4 ay nag-aangat ng baras 5 at nagsasara ang movable contact na nauugnay dito sa nakatigil na contact 6.

Sa sistema ng pagmamaneho ng pangkat na mga de-koryenteng aparato, minsan ay ipinakilala ang mga device na nagbibigay ng sunud-sunod na pag-ikot ng baras ng isang de-koryenteng aparato na may paghinto sa anumang posisyon. Sa panahon ng pagpepreno, ang makina ay naka-off. Tinitiyak ng ganitong sistema ang tumpak na pag-aayos ng baras ng electrical apparatus sa posisyon.

Bilang halimbawa, ang FIG. 7 ay isang eskematiko na paglalarawan ng tinatawag na Maltese cross drive na ginagamit sa mga controllers ng grupo.

kanin. 6. Electric motor drive na may permanenteng koneksyon ng mga motor shaft at electrical apparatus

kanin. 7. Electric motor drive ng controller ng grupo

Fig. 8. Thermal actuator na may bimetallic plate.

Ang drive ay binubuo ng isang servo motor at isang worm gearbox na may pag-aayos ng posisyon sa pamamagitan ng isang Maltese cross. Ang worm 1 ay konektado sa servomotor at nagpapadala ng pag-ikot sa baras ng worm wheel 2, na nagtutulak sa disk 3 gamit ang mga daliri at isang trangka (Larawan 7, a). Ang baras ng Maltese cross 4 ay hindi umiikot hanggang ang daliri ng disk 6 (Fig. 7, b) ay pumasok sa uka ng Maltese cross.

Sa karagdagang pag-ikot, ang daliri ay paikutin ang krus, at samakatuwid ang baras kung saan ito nakaupo, sa pamamagitan ng 60 °, pagkatapos nito ay ilalabas ang daliri, at ang locking sector 7 ay tiyak na ayusin ang posisyon ng baras. Kapag pinihit mo ang worm gear shaft ng isang liko, ang Maltese cross shaft ay liliko ng 1/3 turn.

Ang Gear 5 ay naka-mount sa baras ng Maltese cross, na nagpapadala ng pag-ikot sa pangunahing camshaft ng controller ng grupo.

Thermal drive

Ang pangunahing elemento ng device na ito ay bimetallic plate, na binubuo ng dalawang patong ng di-magkatulad na mga metal na mahigpit na nakagapos sa buong contact surface. Ang mga metal na ito ay may iba't ibang mga koepisyent ng temperatura ng linear expansion. Ang isang metal na layer na may mataas na koepisyent ng linear expansion 1 (Fig. 8) ay tinatawag na thermoactive layer, sa kaibahan sa isang layer na may mas mababang koepisyent ng linear expansion 3, na tinatawag na thermopassive.

Kapag ang plato ay pinainit sa pamamagitan ng isang kasalukuyang dumadaan dito o ng isang elemento ng pag-init (hindi direktang pag-init), nangyayari ang ibang pagpahaba ng dalawang layer at ang plate ay yumuko patungo sa isang thermopassive layer. Sa gayong baluktot, ang mga contact 2 na konektado sa plato ay maaaring direktang sarado o buksan, na ginagamit sa mga thermal relay.

Ang pagyuko ng plato ay maaari ring ilabas ang lever latch sa electrical apparatus, na pagkatapos ay inilabas ng mga bukal. Ang set drive current ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagpili ng mga elemento ng pag-init (na may hindi direktang pag-init) o ​​sa pamamagitan ng pagpapalit ng contact solution (na may direktang pag-init). Ang oras upang ibalik ang bimetallic plate sa orihinal nitong posisyon pagkatapos ng operasyon at paglamig ay nag-iiba mula 15 s hanggang 1.5 minuto.