Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
На практика всички електромеханични превключващи устройства започват да искрят силно с течение на времето. Както може би сте се досетили, затварянето и отварянето на контактите на различни схеми искря. Строго погледнато, искряването на обикновените контакти винаги се случва, но е незначително. Проблемите започват от момента, в който искренето прекъсва нормалната работа на уреда, а в зоната на работното пространство на комутационния възел има миризма на озон и изгаряне.
Основните причини за искрене
За да се отговори на въпроса защо и при какви обстоятелства възниква електрическа искра, установете кои процеси са в основата на образуването на искри. Всъщност има само няколко - само две:
- Прескочи контактите.
- Влиянието на индуктивни вериги при тяхното превключване.
Има няколко други фактора, които усилват процеса на искри. Това са износване, превишаване на стойностите на превключващия ток, отслабване на пружините или намаляване на еластичността на пластините, както и някои други.
За по-добро разбиране на причините за искрене, ние разглеждаме по-подробно физиката на процеса. Да започнем с концепцията за искра.
От училищния курс по физика е известно, че между проводниците, върху които се образуват електрически заряди, въздушното пространство се йонизира. През даден момент тече през него ток. Ако запазите разликата на потенциала на определено ниво, се образува електрическа дъга с огромно топлинно излъчване. Пример за това е работата на заваръчната машина.
Известно е, че като се има предвид ток, електрическата дъга може да се запали само на определено разстояние между електродите. Колкото по-голяма е разликата в потенциала, толкова по-голяма е пролуката, в която възниква образуването на електрическа дъга.
Искра е специален случай на краткосрочна електрическа дъга. За този феномен дадените по-горе твърдения са валидни. Оттук и заключението - за да се предотврати искрящия процес, е необходимо да се елиминират причините за запалването на електрическата дъга. По-специално, когато контактите са отворени или затворени, искрянето престава поради изчезването на условията за съществуването на ток в йонизираното пространство.
А сега да спрем накратко процесите, които причиняват дъги в комутационните устройства.
Свържете се с Bounce
Когато една релейна бобина затваря електрическа верига или прекъсва контакт, тя се отразява няколко пъти под действието на еластични сили. В определени моменти разстоянието между контактите е толкова малко, че се създават условия за електрически пробиви. Тъй като процесът на отскок трае само част от секундата, именно искрата изчезва в затворената контактна позиция. Искряването също спира, когато веригите са напълно отворени.
Влияние на индуктивни вериги
При превключване на електродвигатели и различни соленоиди, самоиндукционните ЕМП се появяват на изходите на индуктивния товар: E = -L * di / dt.
От формулата е ясно, че ЕДС е пропорционална на скоростта на промяна на тока. Следователно, с моментална дивергенция на контакта, стойността му нараства драстично. В допълнение, индуктивността на комутираното устройство влияе на ЕДС на самоиндукция. По-специално, този принцип на превключване се използва в по-старите модели автомобили. Прекъсващите контакти разрушиха веригата на бобината с огромна скорост, в резултат на което напрежението в електродите на свещите достигна десетки киловолти.
В нашия случай напрежението на счупване, разбира се, е много по-малко, но е достатъчно за образуването на искра. Имайте предвид, че дори обикновените проводници имат определена индуктивност. Следователно искренето е възможно, когато товарът е изключен в края на дългата линейна верига.
Други причини за искрене
По-горе беше споменато, че различни фактори, свързани с работата на превключващите устройства, могат да подобрят дъгата. В този раздел разглеждаме какво се случва под влияние на някои фактори:
- В случай на лош контакт продължителността на бъркотията се увеличава, което е причина за повишено искрене.
- Ако токът на превключване е много различен от номиналния (нагоре), тогава, първо, контактите се нагряват, и второ, искрата е по-мощна и разрушителна.
- Когато отслабването на еластичността на плочите на комутационната система не осигурява надеждна схема, това води до изгаряне на контактите, образуването на плака и сажди, което увеличава процеса на искрене.
Имайте предвид, че четките искри в DC двигатели. В оптимален режим на работа на мотора искрата е ниска. Но в случай на претоварване или в случай на преплитащи се затваряния, се появява значително искрене, унищожаващо колектора. Подобно явление се случва, когато се натисне лоша четка или поради запушване на междините между колекторните плочи.
Фигура 1 показва котва с изгорен колектор.
При включване на кабели в контакта при свързване на мощни електрически уреди се наблюдават искри. Явлението се засилва, ако щифтовете на щепсела не съвпадат с гнездото.
Последствията от лошото превключване в изхода са показани на фиг.2.
вещи
Контактът с искри не минава без следа. Има странични ефекти, които намаляват живота на комутационните устройства:
- изгори контактите;
- еластични пластини на контактната група са отслабени;
- прегряване на релета и контакти;
- в присъствието на мощен ток, изключващ искра, може да предизвика пожар, да причини изгаряния на персонала.
Изгорелите контакти могат да залепнат, което води до прекъсване на електрическото оборудване. Ако това се случи в защитните превключващи устройства, това може да доведе до непредвидими ситуации.
лекарство
След като откриете причините за искренето, можете да изберете ефективен начин за решаване на проблема. Например, ако контактите са зле свързани, това може да е знак за запушването им с сажди. Необходимо е да се отстранят всички въглеродни отлагания с помощта на разтворители. Обикновено избърсвайте контактите с памучен тампон, напоен с алкохол. Като разтворител е подходяща обичайната водка или одеколон.
Първоначално повърхността на контактите се прави много гладка, за да ги притиска един към друг. Но в процеса на експлоатация искренето унищожава отлагането, в резултат на което се появява грапавост. За да се възстанови производителността, достатъчно е да се изглади повърхността с нула. Ако покритието е сребро - по-добре е да се използва дървена плоча, и когато контактът изгори, тогава трябва да се замени.
Възможно е искрата да е затворен контакт. Причината може да бъде силно изгаряне или загуба на еластичност на плочата, която разрушава контакта. Можете да опитате временно да възстановите функционалността на релето чрез смилане или да се опитате да възстановите огъването на плочите.
Разгледахме примери за искризиране на смекчаващи мерки. Но има редица ефективни начини за справяне с причината за това явление. Нека се спрем на някои от тях:
- Използването на неокисляващи метали - сребро и различни сплави.
- Контактно покритие с живак (при условие, че те са в затворена камера, например, манометрични контакти).
- Използване на схеми за маневриране.
- Вграждане в конструкцията на превключващи устройства искро-задържащи RC вериги.
Методът за използване на схеми за потискане на искри е доста ефективен и не е скъп. Ако желаете, всеки, дори малко запознат с електротехниката, може самостоятелно да произведе верига, защитена от искри.
За подтискане на искри в индуктивни постояннотокови вериги е достатъчно да се инсталира диод паралелно на товара. В този случай катодът на диода трябва да бъде свързан с положителния, а анодът да е свързан с отрицателния полюс.
Фигура 3 показва диаграми, обясняващи действието на шунт диод. Обърнете внимание на начина, по който индукционният ток се разсейва върху диода, не пада върху превключващото реле (позиция С ).
За променливотоково напрежение е инсталирана кръгова схема с потискащо дъгообразно потискане. Натрупаната енергия се разсейва при преходно съпротивление, а не при контактите. Капацитетът на шунтовия кондензатор може да се изчисли по формулата: C W = I 2/10, тук I е работният ток на товара, а 10 е условната константа, която позволява да се правят изчисления за прости RC вериги.
Съпротивлението на резистора е установено 1]: Rш = E 0 / (10 * I * (1 + 50 / E 0 )), където E 0 е ЕДС (напрежение) на захранването, I е работният ток на тока на товара, фигура 50 е стандартната честота АС ток в мрежата. Използва се и за подбор на номограма на параметрите по-долу.
Известните стойности на захранващото напрежение U и тока на натоварване I намират две точки на номограмата, след което се прави права линия между точките, показващи желаната стойност на съпротивлението на резистора R. Стойността на капацитета C се измерва по скала в близост до текущата скала I. При практическото прилагане на веригата ще е необходимо да се изберат най-близките стандартни стойности за резистора и кондензатора на RC веригата.
Много типичната верига на RC-верига за спиране на искри е показана на Фигура 5.
Защитата на контактите от дъгата е най-добрият начин за удължаване на живота на комутационното устройство. Чрез прилагане на проста схема, можете успешно да решите проблема с искренето.