Elektrikli sönümleme, damper bobinleri ve bobinleri nedir?

amortisman — sistemdeki salınımların sönümlenmesini artırmak için sistemdeki enerji kayıplarının arttırılması.

mekanik sönümleme

Amortisman uygulandı ölçüm cihazlarında diğer cihazlarda da işaretçi ok titremesini azaltmak için. Mekanik sönümleme, sistemin hareket ettiği ortamın sürtünmesini veya direncini artırarak elde edilir. Örneğin, boru içinde hareket eden ve hareket eden sistemin hareketini yavaşlatan, cihazın döndürme sistemine hafif bir piston takılır.

Hareketli parçalara sahip elektrikli cihazlarda her zaman şu veya bu şekilde frenleme cihazları bulunur, çünkü hareketli parçanın hareketi bir yerde durdurulmalı ve kinetik enerji deposu emilmelidir. Her şeyden önce, herhangi bir hareketli sistemde her zaman harekete karşı yöneltilmiş sürtünme kuvvetleri vardır.

Kinetik enerji büyükse, fazla kinetik enerjinin emildiği özel frenleme cihazlarına başvururlar.Bir dizi cihazda (örneğin rölelerde), fren cihazları sadece hareketli parçaların fazla kinetik enerjisini emmek için değil (güçlü bir şoktan kaçınmak için kapağa yaklaştıklarında), aynı zamanda hareketi yavaşlatmak için tasarlanmıştır. cihazın.

İlk durumda, fren cihazı sadece strokun sonunda fazla kinetik enerjiyi emmek üzere tasarlandığında, buna genellikle tampon cihaz denir ve çoğu durumda bu cihaz çalışmaya başladığında, parçaları hareket ettiren kuvvet aparat durur. İkinci durumda, frenleme cihazı, aparattaki tahrik kuvvetinin varlığı sırasında hareket eder ve buna denir. amortisör.

Elektrikli cihazlarda amortisman

elektrikli sönümleme manyetik alan ile bu manyetik alanda hareket eden tellerde indüklenen akımların etkileşimi ile gerçekleşebilir, çünkü bu durumda Lenz yasasına göre bu hareketi engelleyen bir kuvvet her zaman olmalıdır. Örneğin, cihazın hareketli sistemine iletken malzemeden hareketli bir levha takılır. bir mıknatısın kutupları arasında… Bu durumda, içinde manyetik alanla etkileşimi sistemin hareketini yavaşlatan girdap akımları ortaya çıkar.

Amortisör bobinleri — manyetik sistemin hareketli parçasını sönümlemeye yarayan manyetik devreyi içerir. Örneğin, bu tür bakır dönüşleri, armatürün ve çekirdeğin temas düzlemlerinin kenarlarından bir manyetik yol vericinin veya kontaktörün manyetik devresine kurulur.

Herhangi bir alternatif akım elektromıknatısının zamanla değişen bir çekme kuvveti vardır ve manyetik akı sıfırdan geçtiği zamanlarda da sıfırdır.Bu durum, elektromıknatısın armatürünün nihai konumunda kararlı olamayacağına ve sıfır akı bölgesindeki karşıt kuvvetlerin etkisi altında, armatür ve ilgili parçalarının geriye doğru hareket etme eğiliminde olmasına yol açar.

Ankraj çekmesinin hızla artan kuvveti, bu parçaların dayanak noktasından önemli bir mesafe ayrılmasına izin vermez, ancak yine de kısa bir mesafe hareket eder. Sonuç olarak, aparatın ankraj tarafından sınırlayıcıya bastırılan parçaları sabit bir konumda değil, zamanla titreşir. Elektromıknatısın çekme kuvveti ile.

Bu, bu parçaların tıkırtısına, mekanizmanın gevşemesine, elektromıknatısın bastırdığı kontakların aşınmasına, gürültüye ve diğer hoş olmayan sonuçlara neden olur. Bu fenomenle mücadele etmek için yaygın önlemlerden biri, ana bölümün bir kısmını kaplayan bir kısa devre kullanılmasıdır.

Bu durumda akının kısa devre olmuş bobine giren kısmı akının diğer kısmı ile faz olarak çakışmaz ve bu nedenle akıların çekme kuvvetinin sıfır değeri zaman olarak çakışmaz. Sonuç olarak, belirli bir AC elektromıknatısın çekme kuvvetinin sıfır olduğu bir zaman noktası olmayacak ve belirtilen tıkırtı olmayacak. Genellikle bir kısa devrenin sarım sayısı bire eşittir ve buna göre çağrılır. kısa devre.

Bazı doğru akım elektromıknatıs tasarımlarında, çekirdeğe (veya armatüre) düşük elektrik dirençli özel bir kısa devre sargısı uygulanır.Bu daha sonra elektromıknatısın çalışmasını yavaşlatmak için yapılır: böyle bir bobinin varlığında, bobini açtıktan sonra akıdaki artış veya akımı kapattıktan sonra voltaj ve akı, böyle bir bobin olmadan olduğundan daha yavaştır.

Böyle bir bobinin etkisi, kararsız bir akı işlemi sırasında yalnızca armatür sabitken değil, aynı zamanda hava aralığındaki bir değişiklik nedeniyle armatür hareket ederken elektromıknatıstaki akı değişme eğiliminde olduğunda da yansıtılacaktır. Bu fiziksel süreç denir manyetik sönümleme.

Bir AC elektromıknatısta sönümleme işlemleri amacıyla ek bir sargının kullanılması hedeflere ulaşmaz ve bu nedenle kullanılmaz.

Manyetik sönümleme genellikle elektromanyetik ve DC senkronizasyon rölelerinin çalışmasını ve serbest bırakılmasını geciktirmek için kullanılır. Bu, çekirdekteki manyetik akının yükselişini ve düşüşünü yavaşlatır. Bu amaçla rölenin manyetik devresine kısa devreler yerleştirilir. Bu teknik çözüm sayesinde 0,2 ile 10 saniye arasında bir gecikme elde edilmektedir. Bazen manyetik sönümleme kısa devre kullanılarak değil, rölenin çalışma bobinini kısa devre yaparak yapılır.

Manyetik sönümlemeli elektromanyetik röleler: a — bakır manşonlu; b - çalışma aralığında bir bakır halka ile.

Elektromıknatısların ve elektromanyetik cihazların (röleler, yolvericiler, kontaktörler) çalışma sürelerinin mümkün olduğu kadar kısa olması gereken birkaç pratik durum vardır.Bu durumda kısa devre olmuş sargıların, manyetik devrenin masif parçalarının, bobinin metal çerçevelerinin ve akış yolunda uzanan bağlantı elemanları ve aparatın diğer parçalarının oluşturduğu kısa devrelerin varlığı kabul edilemez, çünkü bunlar artacaktır. elektromıknatısın çalışma süresi.

Elektrikli makinelerde amortisman

Neredeyse tüm senkron motorlar, kompansatörler ve konvertörlerve birçok çıkıntılı kutuplu senkron jeneratör, sönümleme sargılarıyla donatılmıştır. Bazı durumlarda, sistem kararlılığı üzerindeki etkileri nedeniyle kullanılırlar, ancak çoğunlukla başka amaçlara yöneliktirler. Bununla birlikte, sönümleme bobinlerinin kullanılma nedenleri ne olursa olsun, kararlılığı az ya da çok etkilerler.

Temel olarak iki tip sönümleme bobini vardır: dolu veya kapalı ve eksik veya açık. Her iki durumda da sargı, uçları direğin her iki yanında birbirine bağlanan kutupların yüzeyindeki oluklara yerleştirilmiş çubuklardan oluşur.

Tam sönümleme bobini ile çubukların uçları tüm kutuplarda çubukları bağlayan halkalarla kapatılır. Eksik sargıda çubuklar, her biri çubukları yalnızca bir kutupta birleştiren yaylarla kapatılır. İkinci durumda, her kutbun sönümleme bobini bağımsız bir devredir.

Tam yatıştırıcı bobinler gibidir asenkron makine rotorlarının sincap hücreleri, ancak sönümleme bobinlerinde, kutuplar arasında çubuk olmadığı için çubukların rotor çevresinde eşit olmayan aralıklarla yerleştirilmesi dışında. Bazı tasarımlarda uç halkaları, direğin çıkarılmasını kolaylaştırmak için birbirine cıvatalanmış ayrı bölümlerden yapılmıştır.

Damper bobinleri aktif dirençlerine göre sınıflandırılabilir. Düşük dirençli bobinler, düşük kaymada ve yüksek dirençli bobinler yüksek kaymada en fazla torku üretir. Bazen çift sönümlü bir bobin kullanılır. Düşük ve yüksek endüktif dirençli bobinlerden oluşur. Senkron motorların kalkış özelliklerini iyileştirmek için çift sönümleme bobinleri kullanılır ve senkronize olmalarını kolaylaştırın.

Senkron makineler için sönümleme bobinlerinin amacı:

• Senkron motorların, kompansatörlerin ve konvertörlerin başlangıç ​​torkunun arttırılması;

• Sallanmayı önleyin. Sönüm bobinleri ilk olarak bu amaçla yapılmış ve bu nedenle adını almıştır;

• Kısa devre veya anahtarlama sırasında şoklardan kaynaklanan salınımların bastırılması;

• Gerilim dalga formunun dengesiz bir yük tarafından bozulmasının önlenmesi, başka bir deyişle — daha yüksek harmonik bileşenlerin bastırılması;

• Dengesiz bir yük ile terminallerin faz voltajının dengesizliğini azaltmak, yani. negatif dizi voltaj azaltma;

• Tek fazlı jeneratörlerin kutup yüzeyinin girdap akımları ile aşırı ısınmasının önlenmesi;

• Asimetrik kısa devrelerde jeneratörde fren momenti oluşturmak ve bu fazla momenti azaltmak;

• Jeneratörleri senkronize ederken ek bir an yaratmak;

• Anahtar kontaklarında voltaj geri kazanım hızının azaltılması;

• Armatür devresindeki ani akımlar sırasında alan sargı yalıtımındaki mekanik gerilimlerin azaltılması.

İleri geri hareket eden ana işleticilerle çalıştırılan jeneratörler, ana işleticilerin titreşen torku nedeniyle yalpalama eğilimindedir. Kompresörler gibi darbeli tork yüklerini çalıştıran elektrik motorları da salınım eğilimi gösterir.

Bu salınımlara "zorlamalı salınımlar" denir. Senkron makineler, aktif direncin endüktif dirence oranının büyük olduğu bir hat üzerinden bağlandığında "kendiliğinden salınımların" meydana gelmesi de mümkündür.

Düşük dirençli sönümleme bobinleri, hem zorunlu hem de kendiliğinden salınımların genliklerini önemli ölçüde azaltır.

Sönümlemenin (sönümleme bobinleri) elektrik sistemlerinin kararlılığı üzerindeki etkisi şu şekilde kendini gösterir:

• Amortisman (eşzamansız) bir doğrudan sekans anı yaratmak;

• Asimetrik kısa devreler sırasında ters sıralı bir frenleme torku oluşturur;

• Negatif dizinin empedansını değiştirerek, asimetrik kısa devrelerde pozitif dizinin elektrik gücü makineden etkilenir.