Elektromos hajtóművek

Az elektromos készülékek érintkezőinek zárására és nyitására különböző működtetőket használnak. A kézi hajtásnál az erőt az emberi kéz egy mechanikus erőátviteli rendszeren keresztül továbbítja az érintkezőkhöz. Egyes szakaszolókban, megszakítókban, megszakítókban és vezérlőkben kézi működtetést alkalmaznak.

A kézi működtetést leggyakrabban nem automata eszközökben használják, bár egyes védőeszközökben a bekapcsolás kézzel történik, és az automatikus kikapcsolás összenyomott rugó hatására. A távmeghajtók közé tartoznak az elektromágneses, elektropneumatikus, villanymotoros és termikus hajtások.

Elektromágneses meghajtó

Az elektromos eszközökben legszélesebb körben használt elektromágneses hajtás, amely az armatúra maghoz való vonzóerejét használja. elektromágnes vagy a horgony húzóereje mágnestekercs.

Minden mágneses térbe helyezett ferromágneses anyag elnyeri a mágnes tulajdonságait. Ezért a mágnes vagy elektromágnes magához vonzza a ferromágneses testeket.Ez a tulajdonság a különféle emelő, visszahúzó és forgó elektromágnesek eszközein alapul.

Olyan F erő, amellyel az elektromágnes ill állandómágnes magához vonz egy ferromágneses testet – egy horgonyt (1. ábra, a),

ahol B a mágneses indukció a légrésben; S a pólusok keresztmetszete.

Az elektromágnes tekercse által keltett F mágneses fluxus és ezért a légrésben a B mágneses indukció, amint azt fentebb említettük, a tekercs magnetomotoros erejétől függ, pl. a fordulatok számától w és a rajta átfolyó áram. Ezért az F erő (az elektromágnes húzóereje) a tekercsében lévő áram változtatásával beállítható.

Az elektromágneses hajtás tulajdonságait az F erőnek az armatúra helyzetétől való függése jellemzi. Ezt a függést az elektromágneses hajtás vontatási jellemzőjének nevezik. A mágneses rendszer alakja jelentősen befolyásolja a vontatási karakterisztika lefutását.

Az elektromos készülékekben elterjedt az U-alakú 1 magból (1. ábra, b) és 2 tekercsből és 4 forgó armatúrából álló mágneses rendszer, amely a készülék 3 mozgatható érintkezőjéhez kapcsolódik.

ábra a vontatási jellemzők hozzávetőleges nézete látható. 2. Amikor az érintkezők teljesen nyitva vannak, az armatúra és a mag közötti x légrés viszonylag nagy, és a rendszer mágneses ellenállása lesz a legnagyobb. Ezért az elektromágnes légrésében az F mágneses fluxus, a B indukció és az F húzóerő lesz a legkisebb. Helyesen kiszámított hajtás esetén azonban ennek az erőnek biztosítania kell a horgony maghoz való vonzódását.

Rizs. 1.Egy elektromágnes sematikus diagramja (a) és egy U-alakú mágneses áramkörrel rendelkező elektromágneses meghajtó diagramja (b)

Ahogy az armatúra közelebb kerül a maghoz, és a légrés csökken, úgy nő a résben a mágneses fluxus, és ennek megfelelően nő a húzóerő.

A hajtás által létrehozott F tolóerőnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy leküzdje a jármű meghajtórendszerének ellenállási erőit. Ide tartozik a G mozgó rendszer súlyának ereje, a Q érintkezési nyomás és a visszatérő rugó által létrehozott P erő (lásd 1. ábra, b). A horgony mozgatásakor fellépő erő változását a diagramon (lásd 2. ábra) az 1-2-3-4 szaggatott vonal mutatja.

Ahogy az armatúra mozog, és az x légrés csökken, amíg az érintkezők érintkeznek, a hajtásnak csak a mozgó rendszer tömegéből és a visszatérő rugó működéséből adódó ellenállást kell leküzdenie (1-2. szakasz). Ezenkívül az erőkifejtés meredeken növekszik az érintkezők kezdeti megnyomásának értékével (2-3), és növekszik a mozgásukkal (3-4).

ábrán látható jellemzők összehasonlítása. 2, lehetővé teszi a berendezés működésének megítélését. Tehát ha a vezérlőtekercs árama ppm.I2w to-t produkál, akkor a legnagyobb x rés, amelynél a készülék bekapcsolhat, x2 (A pont) és alacsonyabb ppm-nél. I1w, a húzóerő nem lesz elegendő, és a készülék csak akkor tud bekapcsolni, ha a rés x1-re csökken (B pont).

Amikor a hajtótekercs elektromos áramköre kinyílik, a mozgó rendszer rugó és gravitáció hatására visszatér eredeti helyzetébe.Kis légrés és helyreállító erők esetén az armatúrát a maradék mágneses fluxus köztes helyzetben tudja tartani. Ezt a jelenséget egy rögzített minimális légrés beállításával és a rugók beállításával küszöböljük ki.

A megszakítók tartó elektromágneses rendszereket használnak (3. ábra, a). Az 1 armatúrát az 5 mag jármához vonzott helyzetben tartja a 4 tartótekercs által generált F mágneses fluxus, amelyet a vezérlőáramkör táplál. Ha le kell választani, akkor a 3 leválasztó tekercset árammal látják el, amely Fo mágneses fluxust hoz létre, amely a 4 tekercs Fu mágneses fluxusára irányul, ami lemágnesezi az armatúrát és a magot.

Rizs. 2. Elektromágneses hajtás vontatási jellemzői és erődiagram

Rizs. 3. Elektromágneses meghajtó tartó elektromágnessel (a) és mágneses sönttel (b)

Ennek eredményeként az armatúra a 2 leválasztórugó hatására eltávolodik a magtól, és a készülék 6 érintkezői kinyílnak. A kioldási sebesség annak köszönhető, hogy a mozgatható rendszer mozgásának kezdetén a feszített rugó legnagyobb erői hatnak, míg a korábban tárgyalt hagyományos elektromágneses hajtásnál az armatúra mozgása nagy hézaggal kezdődik. és csekély vonóerő.

A megszakítókban 3 működtető tekercsként néha gyűjtősíneket vagy lemágnesező tekercseket használnak, amelyeken a készülék által védett tápkör árama halad át.

Amikor a 3. tekercs áramerőssége elér egy bizonyos, a berendezés beállítása által meghatározott értéket, az armatúrán áthaladó, így létrejövő Fu-Fo mágneses fluxus olyan értékre csökken, hogy az már nem tudja húzott állapotban tartani az armatúrát, és a készülék ki van kapcsolva.

A nagysebességű megszakítókban (3. ábra, b) a vezérlő és záró tekercseket a mágneses áramkör különböző részeire szerelik fel, hogy elkerüljék azok kölcsönös induktív hatását, ami lelassítja a mag lemágnesezését és növeli saját kioldási idejét, különösen a vészáram nagymértékű növekedése esetén a védett áramkörben.

A 3 kioldótekercs a 7 magra van felszerelve, amely légrésekkel van elválasztva a fő mágneses körtől.

Az 1 armatúra, az 5 és 7 magok acéllemez csomagok formájában készülnek, ezért a mágneses fluxus változása bennük pontosan megfelel a védett áramkörben lévő áram változásának. A 3 vágótekercs által létrehozott Fo fluxus kétféleképpen záródik: az 1 armatúrán és a töltetlen 8 mágneses áramkörön keresztül a 4 vezérlőtekerccsel.

A Ф0 fluxus eloszlása ​​a mágneses áramkörök mentén a változás sebességétől függ. A vészáram nagy sebességnövekedése esetén, amely ebben az esetben Ф0 lemágnesező fluxust hoz létre, ez a fluxus egésze átfolyik az armatúrán, mivel az Fo fluxus azon részének gyors változása, amely a magon áthalad a 4 tekercs segítségével. az emf meg van akadályozva. d. s indukálódik a tartótekercsben, amikor a rajta áthaladó áram gyorsan változik. Ez az e. stb. c) Lenz-szabály szerint olyan áramot hoz létre, amely lassítja az Fo áramlás azon részének növekedését.

Ennek eredményeként a nagysebességű megszakító kioldási sebessége a 3 zárótekercsen áthaladó áram növekedési sebességétől függ. Minél gyorsabban növekszik az áram, annál kisebb az áramerősség, a berendezés kioldása megkezdődik. A nagy sebességű megszakítónak ez a tulajdonsága nagyon értékes, mert az áramnak a legnagyobb a sebessége a rövidzárlati módokban, és minél hamarabb kezdi meg a megszakító megszakítani az áramkört, annál kisebb lesz az általa korlátozott áram.

Bizonyos esetekben le kell lassítani az elektromos készülék működését. Ez egy időkésleltetés elérésére szolgáló eszköz segítségével történik, amely alatt a feszültség rákapcsolásától vagy a készülék meghajtótekercséről való levételétől az érintkezők mozgásának megkezdéséig eltelt időt értjük. Az egyenárammal vezérelt elektromos berendezések kikapcsolása egy további rövidzárlati tekercs segítségével történik, amely a vezérlőtekerccsel azonos mágneses áramkörön található.

Amikor a vezérlőtekercsről áramot vesznek, a tekercs által létrehozott mágneses fluxus üzemi értékéről nullára változik.

Ennek a fluxusnak a megváltozásakor a rövidre zárt tekercsben olyan irányú áram indukálódik, hogy annak mágneses fluxusa megakadályozza a vezérlőtekercs mágneses fluxusának csökkenését, és vonzott helyzetben tartja a készülék elektromágneses hajtásának armatúráját.

Rövidzárlati tekercs helyett rézhüvely szerelhető a mágneses áramkörre. Működése hasonló a rövidzárlatos tekercséhez. Ugyanez a hatás érhető el a vezérlőtekercs áramkörének rövidre zárásával abban a pillanatban, amikor le van választva a hálózatról.

Az elektromos készülék bekapcsolásához szükséges zársebesség eléréséhez különféle mechanikus időzítő mechanizmusokat használnak, amelyek működési elve hasonló az órához.

Az elektromágneses eszközmeghajtókat az áram (vagy feszültség) működtetése és visszatérése jellemzi. Az üzemi áram (feszültség) az áram (feszültség) legkisebb értéke, amelynél a készülék tiszta és megbízható működése biztosított. A vontatási eszközöknél a reakciófeszültség a névleges feszültség 75%-a.

Ha fokozatosan csökkenti a tekercs áramát, akkor egy bizonyos értéknél a készülék kikapcsol. Az áram (feszültség) azon legmagasabb értékét, amelynél a készülék már ki van kapcsolva, fordított áramnak (feszültségnek) nevezzük. Az Ib fordított áram mindig kisebb, mint az Iav üzemi áram, mivel a készülék mobil rendszerének bekapcsolásakor le kell küzdeni a súrlódási erőket, valamint az elektromágneses rendszer armatúrája és járma közötti megnövekedett légréseket. .

A visszatérő áram és a rögzítési áram arányát visszatérési tényezőnek nevezzük:

Ez az együttható mindig kisebb egynél.

Elektropneumatikus hajtás

A pneumatikus hajtás legegyszerűbb esetben egy 1 hengerből (4. ábra) és egy 2 dugattyúból áll, amely egy mozgatható érintkezőhöz csatlakozik 6. Amikor a 3 szelep nyitva van, a henger a 4 sűrített levegő csőhöz kapcsolódik, amely a 2 dugattyút a legfelső helyzetbe emeli és az érintkezőket zárja. Amikor a szelep ezt követően bezárul, a dugattyú alatti henger térfogata kapcsolódik a légkörhöz, és a dugattyú az 5 visszatérő rugó hatására visszatér eredeti állapotába, kinyitva az érintkezőket.Az ilyen működtető szerkezetet nevezhetjük kézi működtetésű pneumatikus működtetőnek.

A sűrített levegő betáplálásának távvezérléséhez mágnesszelepeket használnak a csap helyett. A mágnesszelep (5. ábra) két szelepből (szívó és kipufogó) álló rendszer, kis teljesítményű (5-25 W) elektromágneses meghajtással. A tekercs feszültség alatti állapotában végrehajtott műveletek jellegétől függően be- és kikapcsolásra oszthatók.

Amikor a tekercs feszültség alatt van, az elzárószelep összeköti a működtető hengert a sűrített levegő forrásával, a tekercs feszültségmentesítésekor pedig közli a hengert a légkörrel, ezzel egyidejűleg blokkolja a sűrített levegős hengerhez való hozzáférést. A tartály levegője a B nyíláson (5. ábra, a) keresztül áramlik az alsó 2 szelephez, amely a kezdeti helyzetben zárva van.

Rizs. 4. Pneumatikus hajtás

Rizs. 5. A mágnesszelepek bekapcsolása (a) és kikapcsolása (b).

Az A porthoz csatlakoztatott pneumatikus működtető hengere az 1 nyitott szelepen keresztül a C porton keresztül kapcsolódik a légkörhöz. Amikor a K tekercs feszültség alá kerül, a mágnesrúd megnyomja a felső 1 szelepet, és a 3 rugó erejét leküzdve zár. Ezzel egyidejűleg a sűrített levegő a B nyílásból a 2. szelepen és az A nyíláson keresztül a pneumatikus működtető hengerébe kerül.

Éppen ellenkezőleg, az elzárószelep, amikor a tekercs nincs gerjesztve, összekapcsolja a hengert a sűrített levegővel, és amikor a tekercs gerjesztett - a légkörhöz. Kiindulási állapotban az 1. szelep (5. ábra, b) zárva, a 2. szelep nyitva van, így a sűrített levegő számára a 2. szelepen keresztül a B nyílástól az A nyílásig vezet az út.Amikor a tekercs feszültség alá kerül, kinyílik az 1. szelep, amely összeköti a hengert a légkörrel, és a levegőellátást a 2. szelep leállítja.

Elektromos motoros hajtás

Számos elektromos eszköz meghajtására elektromos motorokat használnak olyan mechanikus rendszerekkel, amelyek a motor tengelyének forgó mozgását az érintkezőrendszer transzlációs mozgásává alakítják. Az elektromotoros hajtások fő előnye a pneumatikusakhoz képest jellemzőik állandósága és beállítási lehetősége. A működési elv szerint ezek a hajtások két csoportra oszthatók: a motor tengelyének állandó csatlakoztatásával egy elektromos eszközzel és időszakos csatlakozással.

Egy villanymotorral ellátott elektromos készülékben (6. ábra) az 1 villanymotor forgása egy 2 fogaskeréken keresztül a 3 vezérműtengelyre jut. A 4 tengely bütyök egy bizonyos helyzetben felemeli az 5 rudat és bezárja a hozzá tartozó mozgatható érintkező az állóérintkezővel 6.

A csoportos elektromos készülékek hajtásrendszerében időnként olyan eszközöket vezetnek be, amelyek egy elektromos eszköz tengelyének fokozatos elforgatását biztosítják bármilyen helyzetben ütközővel. Fékezés közben a motor leáll. Egy ilyen rendszer biztosítja az elektromos készülék tengelyének pontos rögzítését.

Példaként a 3. ábra. A 7. ábra a csoportvezérlőkben használt úgynevezett máltai kereszthajtás sematikus illusztrációja.

Rizs. 6. Villanymotoros hajtás a motortengelyek és az elektromos készülékek állandó csatlakoztatásával

Rizs. 7. A csoportvezérlő elektromos motoros hajtása

Ábra. 8. Termikus aktuátor bimetál lemezzel.

A hajtás szervomotorból és csigahajtóműből áll, máltai kereszttel helyzetrögzítéssel. Az 1 csiga a szervomotorhoz van csatlakoztatva, és a forgást a 2 csigakerék tengelyére továbbítja, a 3 tárcsát ujjakkal és retesszel hajtja meg (7. ábra, a). A 4 máltai kereszt tengelye addig nem forog, amíg a 6 tárcsa ujja (7. ábra, b) be nem lép a máltai kereszt hornyába.

További forgatással az ujj 60 ° -kal elforgatja a keresztet, és így a tengelyt, amelyen ül, majd az ujj elenged, és a 7 reteszelő szektor pontosan rögzíti a tengely helyzetét. Ha a csigakerék tengelyét egy fordulattal elfordítja, a máltai kereszttengely 1/3 fordulatot fog elfordulni.

Az 5-ös sebességváltó a máltai kereszt tengelyére van felszerelve, amely a forgást továbbítja a csoportvezérlő fő vezérműtengelyéhez.

Hőhajtás

Ennek a készüléknek a fő eleme az bimetál lemez, amely két különböző fémrétegből áll, amelyek a teljes érintkezési felületen szilárdan össze vannak kötve. Ezeknek a fémeknek a lineáris tágulási együtthatója eltérő. A nagy 1 lineáris tágulási együtthatójú fémréteget (8. ábra) termoaktív rétegnek nevezzük, ellentétben az alacsonyabb lineáris tágulási együtthatójú 3 réteggel, amelyet termopasszívnak neveznek.

Ha a lemezt egy rajta áthaladó áram vagy egy fűtőelem felmelegíti (indirekt fűtés), a két réteg eltérő megnyúlása következik be, és a lemez egy termopasszív réteg felé hajlik. Ilyen hajlítással a lemezhez csatlakoztatott 2 érintkezők közvetlenül zárhatók vagy nyithatók, amit a hőrelékben használnak.

A lemez meghajlításával az elektromos készüléken lévő kar retesz is kioldható, amelyet ezután a rugók oldanak ki. A beállított hajtásáramot a fűtőelemek kiválasztásával (közvetett fűtéssel) vagy az érintkezési megoldás változtatásával (közvetlen fűtéssel) szabályozzuk.. A bimetál lemez eredeti helyzetébe való visszaállásának ideje működés és hűtés után 15 s és 1,5 perc között változik.