Parametry styków łączeniowych urządzeń elektrycznych

Rozwiązanie dla styków urządzeń elektrycznych

W urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia rozwiązanie kontaktowe jest określane głównie przez warunki gaszenia łuku i dopiero przy znacznych napięciach (powyżej 500 V) jego wartość zaczyna zależeć od napięcia między stykami. Eksperymenty pokazują, że łuk opuszcza styki już przy roztworze 1 — 2 mm.

Najniekorzystniejsze warunki do gaszenia łuku uzyskuje się przy prądzie stałym, siły dynamiczne łuku są tak duże, że łuk aktywnie się porusza i gaśnie już przy roztworze 2 — 5 mm.

Zgodnie z tymi eksperymentami można uznać, że w obecności pola magnetycznego do gaszenia łuku przy napięciu do 500 V możliwe jest przyjęcie wartości rozwiązania 10 — 12 mm dla prądu stałego, dla prądu przemiennego , przyjmuje się 6 — 7 mm dla dowolnych wartości bieżących. Nadmierny wzrost roztworu jest niepożądany, ponieważ prowadzi do zwiększenia przesuwu części stykowych aparatu, a tym samym do zwiększenia wymiarów aparatu.

Obecność styku mostkowego z dwoma przerwami umożliwia zmniejszenie skoku styku przy zachowaniu ogólnej wartości rozwiązania. W takim przypadku na każdą przerwę zwykle przyjmuje się roztwór 4–5 mm. Szczególnie dobre wyniki gaszenia łuku uzyskuje się przy zastosowaniu zestyku mostkowego AC. Zwykle nie wykonuje się nadmiernego zmniejszenia rozwiązania (mniej niż 4 — 5 mm), ponieważ błędy w produkcji poszczególnych części mogą znacząco wpłynąć na wielkość rozwiązania. Jeśli konieczne jest uzyskanie małych rozwiązań, konieczne jest zapewnienie możliwości jego regulacji, co komplikuje projekt.

Jeśli styki pracują w warunkach, w których mogą być mocno zanieczyszczone, należy zwiększyć roztwór.

Zwykle rozwiązanie jest zwiększane i. dla styków otwierających obwód z wysoka indukcyjność, ponieważ w momencie wygaśnięcia łuku występują znaczne przepięcia, a przy niewielkiej przerwie możliwe jest ponowne zajarzenie łuku. Rozwiązanie jest również powiększone o styki urządzeń ochronnych w celu zwiększenia ich niezawodności.

Rozwiązanie znacznie wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości prądu przemiennego, ponieważ szybkość narastania napięcia po wygaśnięciu łuku jest bardzo duża, przerwa między stykami nie ma czasu na dejonizację i łuk jest ponownie zapalany.

Wielkość roztworu prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości jest zwykle określana eksperymentalnie i w dużym stopniu zależy od konstrukcji styków i komory łukowej. Przy napięciu 500-1000 V rozmiar roztworu przyjmuje się zwykle jako 16-25 mm. Większe wartości dotyczą styków, które wyłączają obwody o większej indukcyjności i wyższych prądach.

Awaria styków urządzeń elektrycznych

Styki zużywają się podczas pracy. Aby zapewnić ich niezawodny styk przez długi czas, kinematyka aparatury elektrycznej jest prowadzona w taki sposób, aby styki stykały się, zanim układ ruchomy (ruchomy układ styków ruchomych) dotrze do ogranicznika. Styk jest przymocowany do układu ruchomego za pomocą sprężyny. Dlatego po zetknięciu ze stykiem nieruchomym styk ruchomy zatrzymuje się, a układ ruchomy porusza się do przodu aż do zatrzymania, dodatkowo ściskając sprężynę styku.

Tak więc, jeśli stały styk zostanie usunięty w pozycji zamkniętej układu ruchomego, wówczas ruchomy styk zostanie przesunięty o pewną odległość zwaną zanurzeniem. Zanurzenie określa granicę zużycia styku dla danej liczby operacji. Przy pozostałych parametrach większe zanurzenie zapewnia wyższą odporność na zużycie, tj. dłuższa żywotność. Ale większa awaria zwykle wymaga mocniejszego układu napędowego.

Dociskanie styków — siła docisku styków w miejscu ich zetknięcia Rozróżnia się dociskanie wstępne w momencie początkowego zetknięcia styków, gdy zanurzenie jest zerowe, oraz dociśnięcie końcowe z całkowitym uszkodzeniem styków . W miarę zużywania się styków opadanie zmniejsza się, a co za tym idzie, dodatkowe ściskanie sprężyny. Końcowe tłoczenie jest bliższe oryginałowi. Dlatego ciśnienie początkowe jest jednym z głównych parametrów, w których styk musi pozostać sprawny.

Główną funkcją uszkodzenia jest kompensacja zużycia styków, dlatego o wielkości uszkodzenia decyduje przede wszystkim wielkość maksymalnego zużycia styków, które zwykle przyjmuje się: styki miedziane — dla każdego styku do połowy jego grubości (całkowite zużycie to całkowita grubość jednego styku); dla styków z lutem — do całkowitego zużycia lutu (pełne zużycie to całkowita grubość lutu styków ruchomych i nieruchomych).

W przypadku procesu szlifowania stykowego, zwłaszcza przy walcowaniu, wielkość wcięcia jest bardzo często znacznie większa niż maksymalne zużycie i jest określona przez kinematykę ruchomego styku, który zapewnia niezbędne toczenie i ślizganie. W takich przypadkach, aby zmniejszyć całkowity skok ruchomego styku, zaleca się umieszczenie osi obrotu ruchomego uchwytu styku jak najbliżej powierzchni styku.

Wartości minimalnego dopuszczalnego nacisku styku określają warunki utrzymania stabilnej rezystancji styku. Jeśli zostaną podjęte specjalne środki w celu zapisania stabilna rezystancja styku, można zmniejszyć wartości minimalnych nacisków kontaktowych. Tak więc w specjalnym sprzęcie o małych wymiarach, którego materiał styków nie tworzy warstwy tlenku, a styki są całkowicie niezawodnie chronione przed kurzem, brudem, wilgocią i innymi wpływami zewnętrznymi, nacisk styku jest zmniejszony.

Końcowy nacisk styku nie odgrywa decydującej roli w działaniu styków, a jego wielkość teoretycznie powinna być równa ciśnieniu początkowemu.Jednak wybór awarii jest prawie zawsze związany ze ściśnięciem sprężyny stykowej i zwiększeniem jej siły; dlatego strukturalnie niemożliwe jest osiągnięcie tego samego nacisku kontaktowego — początkowego i końcowego —. Zwykle ostateczny nacisk styku dla nowych styków przekracza początkowy półtora do dwóch razy.

Wymiary styków urządzeń elektrycznych

Ich grubość i szerokość w dużym stopniu zależą zarówno od konstrukcji połączenia stykowego, jak i konstrukcji urządzenia łukowego oraz konstrukcji całego urządzenia jako całości. Te rozmiary w różnych konstrukcjach mogą być bardzo zróżnicowane i silnie zależą od przeznaczenia urządzenia.

Należy zauważyć, że pożądane jest zwiększenie rozmiaru styków, które często przerywają obwód pod prądem i gaszą łuk. Pod działaniem często przerywanego łuku styki stają się bardzo gorące; zwiększenie ich wielkości, głównie ze względu na pojemność cieplną, umożliwia zmniejszenie tego nagrzewania, co prowadzi do bardzo zauważalnego zmniejszenia zużycia i poprawy warunków gaszenia łuku. Takie zwiększenie pojemności cieplnej styków można przeprowadzić nie tylko poprzez bezpośrednie zwiększenie ich wymiarów, ale także poprzez wygaszanie rogów łukowych połączonych ze stykami w taki sposób, aby nie tylko nastąpiło połączenie elektryczne, ale również dobre usunięcie ciepło ze styków.

Wibracje styków urządzeń elektrycznych

Drgania styków — zjawisko okresowego przywracania i późniejszego zwierania styków pod wpływem różnych przyczyn.Drgania mogą być tłumione, gdy amplitudy odbić zmniejszają się i po pewnym czasie ustają, a nie tłumione, gdy zjawisko drgań może trwać w dowolnym momencie.

Drgania styków są niezwykle szkodliwe, ponieważ prąd przepływa przez styki iw momencie odbicia między stykami powstaje łuk powodujący zwiększone zużycie, a czasem zgrzewanie styków.

Przyczyną drgań tłumionych powstających podczas załączania styków jest uderzenie styku o styk i późniejsze ich odbicie od siebie na skutek sprężystości materiału styku – drgania mechaniczne.

Niemożliwe jest całkowite wyeliminowanie drgań mechanicznych, ale zawsze pożądane jest, aby zarówno amplituda pierwszego odbicia, jak i całkowity czas drgań były jak najmniejsze.

Czas drgań charakteryzuje się stosunkiem masy kontaktowej do początkowego nacisku kontaktowego. Pożądane jest, aby mieć najmniejszą wartość we wszystkich przypadkach. Można go zmniejszyć, zmniejszając masę ruchomego styku i zwiększając początkowy nacisk styku; jednak zmniejszenie masy nie powinno mieć wpływu na nagrzewanie się styków.

Szczególnie długie czasy drgań włączania uzyskuje się wtedy, gdy nacisk styku nie wzrasta gwałtownie do rzeczywistej wartości w momencie styku. Dzieje się tak, gdy konstrukcja i schemat kinematyczny styku ruchomego są nieprawidłowe, gdy po zetknięciu styków docisk wstępny ustala się dopiero po doborze luzu zawiasowego.

Należy zauważyć, że zwiększenie procesu szlifowania z reguły wydłuża czas drgań, ponieważ powierzchnie styku, poruszając się względem siebie, napotykają na nieregularności i chropowatości, które przyczyniają się do odbijania się ruchomego styku. Oznacza to, że rozmiar szczypty powinien być dobrany w rozmiarze optymalnym, zwykle określanym empirycznie.

Przyczyną ciągłych wibracji styków, które występują, gdy są zamknięte, są wysiłki elektrodynamiczne... Ponieważ wibracje pod działaniem sił elektrodynamicznych występują przy dużych wartościach prądu, powstały łuk jest bardzo intensywny iz powodu takich wibracji styków z reguły są one spawane. Tym samym tego typu wibracje kontaktowe są całkowicie niedopuszczalne.

Aby ograniczyć możliwość powstania drgań pod działaniem sił elektrodynamicznych, często doprowadza się prąd do styków w taki sposób, aby siły elektrodynamiczne działające na styk ruchomy kompensowały siły elektrodynamiczne powstające w punktach styku.

Kiedy przez styki przepływa prąd o takiej wielkości, że temperatura punktów styku osiąga temperaturę topnienia materiału styku, między nimi pojawiają się siły adhezji i styki są zgrzewane. Takie styki uważa się za zespawane, gdy siła zapewniająca ich rozbieżność nie może pokonać sił adhezji zespawanych styków.

Najprostszym sposobem zapobiegania zgrzewaniu styków jest użycie odpowiednich materiałów i odpowiednie zwiększenie nacisku styku.