Elektriniai pavaros įrenginiai

Elektros prietaisų kontaktams uždaryti ir atidaryti naudojamos skirtingos pavaros. Rankinėje pavaroje galia iš žmogaus rankos per mechaninių pavarų sistemą perduodama kontaktams. Kai kuriuose skyrikliuose, grandinės pertraukikliuose, grandinės pertraukikliuose ir valdikliuose naudojamas rankinis įjungimas.

Dažniausiai neautomatiniuose įrenginiuose naudojamas rankinis įjungimas, nors kai kuriuose apsauginiuose įrenginiuose įjungimas atliekamas rankiniu būdu, o išjungiamas automatiškai, veikiant suspaustai spyruoklei. Nuotoliniai diskai apima elektromagnetinius, elektropneumatinius, elektros variklius ir šilumines pavaras.

Elektromagnetinė pavara

Elektriniuose prietaisuose plačiausiai naudojama elektromagnetinė pavara, kuri naudoja armatūros pritraukimo jėgą prie šerdies. elektromagnetas arba inkaro traukimo jėga solenoidinė ritė.

Bet kuri feromagnetinė medžiaga, patalpinta į magnetinį lauką, įgyja magneto savybes. Todėl magnetas arba elektromagnetas pritrauks prie savęs feromagnetinius kūnus.Ši savybė pagrįsta įvairių tipų kėlimo, įtraukimo ir sukimosi elektromagnetų įtaisais.

Jėga F, kuria elektromagnetas arba nuolatinis magnetas pritraukia feromagnetinį kūną – inkarą (1 pav., a),

čia B – magnetinė indukcija oro tarpelyje; S yra polių skerspjūvio plotas.

Elektromagneto ritės sukuriamas magnetinis srautas F ir dėl to magnetinė indukcija B oro tarpelyje, kaip minėta aukščiau, priklauso nuo ritės magnetovaros jėgos, t.y. posūkių skaičiaus w ir juo teka srovė. Todėl jėgą F (elektromagneto traukimo jėgą) galima reguliuoti keičiant srovę jo ritėje.

Elektromagnetinės pavaros savybės apibūdinamos jėgos F priklausomybe nuo armatūros padėties. Ši priklausomybė vadinama elektromagnetinės pavaros traukos charakteristika. Magnetinės sistemos forma turi didelę įtaką traukos charakteristikos eigai.

Elektros prietaisuose plačiai paplito magnetinė sistema, susidedanti iš U formos šerdies 1 (1 pav., b) su rite 2 ir sukamąja armatūra 4, kuri sujungta su aparato judančiu kontaktu 3.

Apytikslis traukos charakteristikų vaizdas parodytas fig. 2. Kai kontaktai yra visiškai atviri, oro tarpas x tarp armatūros ir šerdies yra gana didelis, o sistemos magnetinė varža bus didžiausia. Todėl magnetinis srautas F elektromagneto oro tarpelyje, indukcija B ir traukimo jėga F bus mažiausias. Tačiau teisingai apskaičiuojant pavarą ši jėga turėtų užtikrinti inkaro pritraukimą prie šerdies.

Ryžiai. 1.Elektromagneto schema (a) ir elektromagnetinės pavaros su U formos magnetine grandine schema (b)

Armatūrai artėjant prie šerdies ir mažėjant oro tarpui, magnetinis srautas tarpelyje didėja ir atitinkamai didėja traukos jėga.

Pavaros sukuriama traukos jėga F turi būti pakankama, kad įveiktų transporto priemonės varomosios sistemos pasipriešinimo jėgas. Tai yra judančios sistemos G svorio jėga, kontaktinis slėgis Q ir grįžtamosios spyruoklės sukuriama jėga P (žr. 1 pav., b). Susidariusios jėgos pokytis judant inkarą diagramoje (žr. 2 pav.) pavaizduotas punktyrine linija 1-2-3-4.

Armatūrai judant ir oro tarpui x mažėjant, kol kontaktai susiliečia, pavara turi įveikti tik pasipriešinimą dėl judančios sistemos masės ir grįžtamosios spyruoklės veikimo (1-2 skyrius). Be to, pastangos smarkiai padidėja pradinio kontaktų paspaudimo vertei (2-3) ir didėja judant (3-4).

Palyginus charakteristikas, parodytas fig. 2, leidžia spręsti apie aparato veikimą. Taigi, jei srovė valdymo ritėje sukuria ppm.I2w to, tada didžiausias tarpas x, kuriam esant įrenginys gali įsijungti, yra x2 (taškas A) ir esant žemesnei ppm. I1w, traukos jėgos nepakaks ir įrenginys gali įsijungti tik tada, kai tarpas sumažėja iki x1 (taškas B).

Kai pavaros ritės elektros grandinė atsidaro, judanti sistema, veikiama spyruoklės ir gravitacijos, grįžta į pradinę padėtį.Esant mažoms oro tarpo ir atkuriamųjų jėgų vertėms, liekamasis magnetinis srautas gali išlaikyti armatūrą tarpinėje padėtyje. Šis reiškinys pašalinamas nustačius fiksuotą minimalų oro tarpą ir sureguliavus spyruokles.

Grandinės pertraukikliuose naudojamos sistemos su laikančiu elektromagnetu (3 pav., a). Armatūra 1 yra pritraukta prie šerdies 5 jungo magnetinio srauto F, kurį generuoja laikymo ritė 4, kurį maitina valdymo grandinė. Jei reikia atjungti, į atjungimo ritę 3 tiekiama srovė, kuri sukuria magnetinį srautą Fo nukreiptą į ritės 4 magnetinį srautą Fu, kuris išmagnetina armatūrą ir šerdį.

Ryžiai. 2. Elektromagnetinės pavaros traukos charakteristikos ir jėgos diagrama

Ryžiai. 3. Elektromagnetinė pavara su laikančiu elektromagnetu (a) ir su magnetiniu šuntu (b)

Dėl to armatūra, veikiant atjungimo spyruoklei 2, nutolsta nuo šerdies ir atsidaro įrenginio kontaktai 6. Išjungimo greitis pasiekiamas dėl to, kad judamosios sistemos judėjimo pradžioje veikia didžiausios įtemptos spyruoklės jėgos, o anksčiau aptartoje įprastoje elektromagnetinėje pavaroje armatūros judėjimas prasideda dideliu tarpu. ir mažos traukos pastangos.

Kaip įjungimo ritė 3 grandinės pertraukikliuose kartais naudojamos šynos arba išmagnetinimo ritės, per kurias praeina įrenginio apsaugotos maitinimo grandinės srovė.

Kai srovė ritėje 3 pasiekia tam tikrą vertę, kurią nustato aparato nustatymas, susidaręs magnetinis srautas Fu - Fo, einantis per armatūrą, sumažėja iki tokios vertės, kad ji nebegali išlaikyti armatūros ištrauktoje būsenoje, o aparatas yra išjungtas.

Didelės spartos grandinės pertraukikliuose (3 pav., b) valdymo ir uždarymo ritės įrengiamos skirtingose ​​magnetinės grandinės dalyse, kad būtų išvengta jų tarpusavio indukcinės įtakos, dėl kurios sulėtėja šerdies išmagnetinimas ir pailgėja jos pačios suveikimo laikas, ypač esant dideliam avarinės srovės padidėjimo greičiui apsaugotoje grandinėje.

Išjungimo ritė 3 sumontuota ant šerdies 7, kuri nuo pagrindinės magnetinės grandinės yra atskirta oro tarpais.

Armatūra 1, šerdys 5 ir 7 yra pagaminti iš plieno lakštų paketų, todėl magnetinio srauto pokytis juose tiksliai atitiks srovės pasikeitimą apsaugotoje grandinėje. Atjungimo ritės 3 sukurtas srautas Fo uždaromas dviem būdais: per armatūrą 1 ir per neįkrautą magnetinę grandinę 8 su valdymo rite 4.

Srauto Ф0 pasiskirstymas išilgai magnetinių grandinių priklauso nuo jo kitimo greičio. Esant dideliam avarinės srovės padidėjimo greičiui, kuris šiuo atveju sukuria demagnetizuojantį srautą Ф0, visas šis srautas pradeda tekėti per armatūrą, nes greitai keičiasi srauto Fo dalis, einanti per šerdį su ritė 4. emf užkertamas kelias. d. s indukuojama laikančioje ritėje, kai srovė per ją greitai kinta. Šis el. c) pagal Lenco taisyklę sukuria srovę, kuri sulėtina tos srauto dalies Fo augimą.

Dėl to greitaeigio grandinės pertraukiklio išjungimo greitis priklausys nuo srovės, einančios per uždarymo ritę 3, didėjimo greičio. Kuo greičiau didėja srovė, tuo mažesnė srovė, prasideda aparato išjungimas. Ši greitųjų jungiklio savybė yra labai vertinga, nes srovė turi didžiausią greitį trumpojo jungimo režimuose ir kuo greičiau grandinės pertraukiklis pradės nutraukti grandinę, tuo mažesnė bus jo ribojama srovė.

Kai kuriais atvejais būtina sulėtinti elektros aparato veikimą. Tai atliekama naudojant įtaisą, skirtą laiko delsimui gauti, kuris suprantamas kaip laikas nuo įtampos padavimo ar pašalinimo iš aparato pavaros ritės iki kontaktų judėjimo pradžios. nuolatine srove valdomų elektros prietaisų išjungimas atliekamas naudojant papildomą trumpojo jungimo ritę, esančią toje pačioje magnetinėje grandinėje su valdymo rite.

Nuėmus maitinimą iš valdymo ritės, šios ritės sukurtas magnetinis srautas pasikeičia iš jo darbinės vertės į nulį.

Pasikeitus šiam srautui, trumpojo jungimo ritėje indukuojama srovė tokia kryptimi, kad jos magnetinis srautas neleistų sumažinti valdymo ritės magnetinio srauto ir išlaikytų aparato elektromagnetinės pavaros inkarą pritrauktoje padėtyje.

Vietoj trumpojo jungimo ritės ant magnetinės grandinės galima sumontuoti varinę įvorę. Jo veikimas panašus į trumpojo jungimo ritės. Tą patį efektą galima pasiekti trumpai sujungus valdymo ritės grandinę tuo metu, kai ji yra atjungta nuo tinklo.

Norint gauti užrakto greitį įjungiant elektrinį aparatą, naudojami įvairūs mechaniniai laiko nustatymo mechanizmai, kurių veikimo principas panašus į laikrodį.

Elektromagnetinių įrenginių pavaroms būdingas srovės (arba įtampos) įjungimas ir grąžinimas. Darbinė srovė (įtampa) – mažiausia srovės (įtampos) reikšmė, kuriai esant užtikrinamas aiškus ir patikimas įrenginio veikimas. Traukos įtaisams reakcijos įtampa yra 75% vardinės įtampos.

Jei palaipsniui sumažinsite srovę ritėje, tada, esant tam tikrai jos vertei, įrenginys išsijungs. Didžiausia srovės (įtampos) vertė, kuriai esant prietaisas jau yra išjungtas, vadinama atvirkštine srove (įtampa). Atbulinė srovė Ib visada yra mažesnė už darbinę srovę Iav, nes įjungiant mobiliąją aparato sistemą reikia įveikti trinties jėgas, taip pat padidėjusį oro tarpus tarp elektromagnetinės sistemos armatūros ir jungo. .

Grįžtamosios srovės ir gaudymo srovės santykis vadinamas grąžinimo koeficientu:

Šis koeficientas visada yra mažesnis nei vienas.

Elektropneumatinė pavara

Paprasčiausiu atveju pneumatinė pavara susideda iš cilindro 1 (4 pav.) ir stūmoklio 2, kuris yra sujungtas su judančiu kontaktu 6. Kai vožtuvas 3 atidarytas, cilindras yra prijungtas prie suspausto oro vamzdžio 4, kuris pakelia stūmoklį 2 į aukščiausią padėtį ir uždaro kontaktus. Kai vožtuvas vėliau užsidaro, po stūmokliu esančio cilindro tūris prijungiamas prie atmosferos, o stūmoklis, veikiamas grąžinimo spyruoklei 5, grįžta į pradinę būseną, atidarydamas kontaktus.Tokia pavara gali būti vadinama rankiniu būdu valdoma pneumatine pavara.

Kad būtų galima nuotoliniu būdu valdyti suslėgto oro tiekimą, vietoj maišytuvo naudojami solenoidiniai vožtuvai. Solenoidinis vožtuvas (5 pav.) – tai dviejų vožtuvų (įsiurbimo ir išmetimo) sistema su mažos galios (5-25 W) elektromagnetine pavara. Jie skirstomi į įjungimą ir išjungimą, atsižvelgiant į jų atliekamų operacijų pobūdį, kai ritė yra įjungta.

Kai ritė yra įjungta, uždarymo vožtuvas sujungia įjungimo cilindrą su suspausto oro šaltiniu, o kai ritė yra išjungta, jis perduoda cilindrą atmosferai, tuo pačiu blokuodamas prieigą prie suspausto oro cilindro. Oras iš bako per angą B (5 pav., a) teka į apatinį vožtuvą 2, kuris uždarytas pradinėje padėtyje.

Ryžiai. 4. Pneumatinė pavara

Ryžiai. 5. Solenoidinių vožtuvų įjungimas (a) ir išjungimas (b).

Pneumatinės pavaros cilindras, prijungtas prie prievado A, per atidarytą vožtuvą 1 yra prijungtas prie atmosferos per angą C. Įjungus ritę K, solenoidinis strypas spaudžia viršutinį vožtuvą 1 ir, įveikęs spyruoklės 3 jėgą, užsidaro. vožtuvas 1 ir atidaromas vožtuvas 2. Tuo pačiu metu suslėgtas oras iš prievado B per vožtuvą 2 ir angą A į pneumatinės pavaros cilindrą.

Priešingai, uždarymo vožtuvas, kai ritė nesužadinama, sujungia cilindrą su suslėgtu oru, o kai ritė sužadinama – su atmosfera. Pradinėje būsenoje vožtuvas 1 (5 pav., b) yra uždarytas, o vožtuvas 2 atidarytas, sukuriant suslėgto oro kelią iš prievado B į angą A per vožtuvą 2.Įjungus ritę, atsidaro vožtuvas 1, sujungiantis cilindrą su atmosfera, o oro tiekimas sustabdomas vožtuvu 2.

Elektrinio variklio pavara

Daugeliui elektrinių prietaisų valdyti elektros varikliai naudojami su mechaninėmis sistemomis, kurios variklio veleno sukamąjį judesį paverčia kontaktų sistemos transliaciniu judesiu. Pagrindinis elektromotorinių pavarų pranašumas, palyginti su pneumatinėmis, yra jų charakteristikų pastovumas ir jų reguliavimo galimybė. Pagal veikimo principą šias pavaras galima suskirstyti į dvi grupes: su nuolatiniu variklio veleno prijungimu prie elektros prietaiso ir su periodiniu prijungimu.

Elektriniame įrenginyje su elektros varikliu (6 pav.) sukimasis nuo elektros variklio 1 per krumpliaratį 2 perduodamas paskirstymo velenui 3. Tam tikroje padėtyje veleno kumštelis 4 pakelia strypą 5 ir užsidaro. su juo susietą kilnojamąjį kontaktą su stacionariu kontaktu 6.

Grupinių elektros prietaisų pavaros sistemoje kartais įvedami įtaisai, užtikrinantys laipsnišką elektros prietaiso veleno sukimąsi su stabdymu bet kurioje padėtyje. Stabdymo metu variklis išjungiamas. Tokia sistema užtikrina tikslų elektros aparato veleno fiksavimą savo padėtyje.

Pavyzdžiui, Fig. 7 yra schematiškai pavaizduota vadinamoji Maltos kryžminė pavara, naudojama grupiniuose valdikliuose.

Ryžiai. 6. Elektros variklio pavara su nuolatiniu variklio velenų ir elektros aparato prijungimu

Ryžiai. 7. Grupinio valdiklio elektros variklio pavara

Fig. 8. Šiluminė pavara su bimetaline plokšte.

Pavarą sudaro servo variklis ir sliekinė pavarų dėžė su padėties fiksavimu Maltos kryžiumi. Sliekas 1 yra prijungtas prie servovariklio ir perduoda sukimąsi į sliekinio rato 2 veleną, varydamas diską 3 pirštais ir skląsčiu (7 pav., a). Maltos kryžiaus 4 velenas nesisuka tol, kol disko 6 pirštas (7 pav., b) neįeina į Maltos kryžiaus griovelį.

Toliau sukdamasis pirštas pasuks kryžių, taigi ir veleną, ant kurio jis sėdi, 60 °, po to pirštas bus atleistas, o fiksavimo sektorius 7 tiksliai fiksuos veleno padėtį. Kai pasukate sliekinės pavaros veleną vienu apsisukimu, maltiečių skersinis velenas pasisuks 1/3 apsisukimo.

5 pavara yra sumontuota ant Maltos kryžiaus veleno, kuris perduoda sukimąsi į pagrindinį grupės valdiklio skirstomąjį veleną.

Šiluminė pavara

Pagrindinis šio įrenginio elementas yra bimetalinė plokštė, kuris susideda iš dviejų skirtingų metalų sluoksnių, tvirtai surištų per visą kontaktinį paviršių. Šie metalai turi skirtingus temperatūrinius linijinio plėtimosi koeficientus. Metalo sluoksnis su dideliu linijinio plėtimosi koeficientu 1 (8 pav.) vadinamas termoaktyviuoju sluoksniu, priešingai nei sluoksnis su mažesniu linijinio plėtimosi koeficientu 3, kuris vadinamas termopasyviu.

Plokštę kaitinant per ją tekančia srove arba kaitinimo elementu (netiesioginis kaitinimas), atsiranda skirtingas dviejų sluoksnių pailgėjimas ir plokštė linksta termopasyvaus sluoksnio link. Su tokiu lenkimu kontaktai 2, prijungti prie plokštės, gali būti tiesiogiai uždaryti arba atidaryti, o tai yra naudojama šiluminėse relėse.

Lenkdami plokštę taip pat galite atlaisvinti elektros aparato svirties skląstį, kurį vėliau atleidžia spyruoklės. Nustatyta pavaros srovė valdoma parenkant kaitinimo elementus (su netiesioginiu šildymu) arba keičiant kontaktinį tirpalą (su tiesioginiu šildymu) Laikas, per kurį bimetalinė plokštė grąžinama į pradinę padėtį po eksploatacijos ir aušinimo svyruoja nuo 15 s iki 1,5 min.