Elektrikli tahrik cihazları

Elektrikli cihazların kontaklarını kapatmak ve açmak için farklı aktüatörler kullanılır. Manuel bir sürüşte güç, insan elinden bir mekanik aktarım sistemi aracılığıyla kontaklara iletilir. Bazı ayırıcılarda, devre kesicilerde, devre kesicilerde ve kontrolörlerde manuel çalıştırma kullanılır.

Çoğu zaman, otomatik olmayan cihazlarda manuel çalıştırma kullanılır, ancak bazı koruyucu cihazlarda açma manuel olarak yapılır ve sıkıştırılmış bir yayın etkisi altında otomatik olarak kapanır. Uzak sürücüler elektromanyetik, elektropnömatik, elektrik motoru ve termal sürücüleri içerir.

elektromanyetik tahrik

Elektrikli cihazlarda en yaygın olarak kullanılan, armatürün çekirdeğe çekim kuvvetini kullanan bir elektromanyetik sürücüdür. elektromanyetik veya çapanın çekme kuvveti solenoid bobin.

Manyetik alana yerleştirilen herhangi bir ferromanyetik malzeme, bir mıknatısın özelliklerini kazanır. Bu nedenle, bir mıknatıs veya elektromıknatıs, ferromanyetik cisimleri kendisine çekecektir.Bu özellik, çeşitli kaldırma, geri çekme ve döndürme elektromıknatıs türlerine sahip cihazlara dayanmaktadır.

Elektromıknatısın veya kalıcı mıknatıs ferromanyetik bir gövdeyi çeker - bir çapa (Şekil 1, a),

B, hava aralığındaki manyetik indüksiyondur; S, direklerin enine kesit alanıdır.

Elektromıknatısın bobini tarafından oluşturulan manyetik akı F ve dolayısıyla yukarıda bahsedildiği gibi hava aralığındaki manyetik indüksiyon B, bobinin manyemotor kuvvetine bağlıdır, yani. w dönüş sayısı ve içinden geçen akım. Bu nedenle, F kuvveti (elektromıknatısın çekme kuvveti), bobinindeki akımı değiştirerek ayarlanabilir.

Elektromanyetik sürücünün özellikleri, F kuvvetinin armatürün konumuna bağımlılığı ile karakterize edilir. Bu bağımlılığa elektromanyetik sürücünün çekiş özelliği denir. Manyetik sistemin şekli, çekiş özelliğinin seyri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Elektrikli cihazlarda, aparatın hareketli kontağına 3 bağlı bir bobin 2 ve dönen bir armatür 4 ile U şeklinde bir çekirdek 1'den (Şekil 1, b) oluşan bir manyetik sistem yaygınlaştı.

Çekiş özelliklerinin yaklaşık bir görünümü, Şek. 2. Kontaklar tamamen açıkken, armatür ile çekirdek arasındaki hava boşluğu x nispeten büyüktür ve sistemin manyetik direnci en büyük olacaktır. Bu nedenle, elektromıknatısın hava aralığındaki manyetik akı F, indüksiyon B ve çekme kuvveti F en küçük olacaktır. Bununla birlikte, doğru hesaplanmış bir tahrik ile bu kuvvet, ankrajın çekirdeğe çekilmesini sağlamalıdır.

Pirinç. 1.Bir elektromıknatısın (a) şematik diyagramı ve U-biçimli manyetik devreli bir elektromanyetik sürücünün (b) diyagramı

Armatür çekirdeğe yaklaştıkça ve hava boşluğu azaldıkça boşluktaki manyetik akı artar ve buna bağlı olarak çekme kuvveti artar.

Tahrik tarafından oluşturulan itme kuvveti F, aracın tahrik sisteminin sürükleme kuvvetlerinin üstesinden gelmek için yeterli olmalıdır. Bunlar, hareket eden sistemin G ağırlığının kuvvetini, Q temas basıncını ve geri dönüş yayının yarattığı P kuvvetini içerir (bkz. Şekil 1, b). Ankrajı hareket ettirirken ortaya çıkan kuvvetteki değişiklik şemada (bkz. Şekil 2) 1-2-3-4 kesikli çizgi ile gösterilmiştir.

Armatür hareket ettikçe ve temas noktaları temas edene kadar hava aralığı x azaldığında, sürücünün yalnızca hareket eden sistemin kütlesi ve geri dönüş yayının etkisi nedeniyle direnci aşması gerekir (bölüm 1-2). Ek olarak efor, kontaklara (2-3) ilk basma değeriyle keskin bir şekilde artar ve hareketleriyle (3-4) artar.

Şekil l'de gösterilen özelliklerin bir karşılaştırması. 2, aparatın çalışmasını yargılamamıza izin verir. Yani kontrol bobinindeki akım ppm.I2w to üretiyorsa, o zaman cihazın açabileceği en büyük x aralığı x2 (A noktası) ve daha düşük ppm'dedir. I1w, çekme kuvveti yeterli olmayacak ve cihaz ancak boşluk x1'e (B noktası) düştüğünde açılabilecektir.

Tahrik bobininin elektrik devresi açıldığında, hareketli sistem yay ve yerçekimi etkisi altında orijinal konumuna geri döner.Hava boşluğunun ve geri yükleme kuvvetlerinin küçük değerlerinde, armatür artık manyetik akı tarafından bir ara konumda tutulabilir. Bu fenomen, sabit bir minimum hava aralığı ayarlanarak ve yaylar ayarlanarak ortadan kaldırılır.

Devre kesiciler, tutma elektromıknatıslı sistemler kullanır (Şekil 3, a). Armatür 1, kontrol devresi tarafından beslenen tutma bobini 4 tarafından üretilen manyetik akı F tarafından çekirdeğin 5 boyunduruğuna çekilmiş bir konumda tutulur. Bağlantıyı kesmek gerekirse, bağlantı kesme bobinine (3) bir akım verilir, bu da bobinin (4) manyetik akısına (Fu) yönelik bir manyetik akı (Fo) oluşturur, bu da armatürün ve çekirdeğin manyetikliğini giderir.

Pirinç. 2. Elektromanyetik sürücünün çekiş özellikleri ve kuvvet diyagramı

Pirinç. 3. Tutma elektromıknatıslı (a) ve manyetik şöntlü (b) elektromanyetik sürücü

Sonuç olarak, ayırma yayının 2 etkisi altındaki armatür, çekirdekten uzaklaşır ve cihazın kontakları 6 açılır. Açma hızı, hareketli sistemin hareketinin başlangıcında, gerilmiş yayın en büyük kuvvetlerinin hareket etmesi nedeniyle elde edilirken, daha önce tartışılan geleneksel elektromanyetik tahrikte, armatürün hareketi büyük bir boşlukla başlar. ve düşük çekiş çabası.

Devre kesicilerdeki çalıştırma bobini (3) olarak, bazen içinden cihaz tarafından korunan besleme devresinin akımının geçtiği baralar veya manyetikliği giderici bobinler kullanılır.

Bobin 3'teki akım, aparatın ayarı tarafından belirlenen belirli bir değere ulaştığında, ortaya çıkan armatürden geçen Fu - Fo manyetik akı, artık armatürü çekilmiş durumda tutamaz ve aparat Kapatıldı.

Yüksek hızlı devre kesicilerde (Şekil 3, b), kontrol ve kapatma bobinleri, çekirdeğin manyetikleşmesini yavaşlatan ve kendi açma süresini artıran karşılıklı endüktif etkilerini önlemek için manyetik devrenin farklı bölümlerine monte edilir. özellikle korunan devrede acil durum akımındaki yüksek artış oranlarında.

Açma bobini 3, ana manyetik devreden hava boşluklarıyla ayrılan çekirdek 7 üzerine monte edilmiştir.

Armatür 1, çekirdekler 5 ve 7, çelik sac paketleri şeklinde yapılmıştır ve bu nedenle içlerindeki manyetik akıdaki değişiklik, korunan devredeki akımdaki değişikliğe tam olarak karşılık gelecektir. Kesme bobini 3 tarafından oluşturulan akı Fo iki şekilde kapatılır: armatür 1 yoluyla ve kontrol bobini 4 ile yüksüz manyetik devre 8 yoluyla.

Manyetik devreler boyunca akı Ф0'ın dağılımı, değişim hızına bağlıdır. Bu durumda bir manyetik giderme akısı Ф0 oluşturan acil durum akımındaki yüksek artış oranlarında, tüm bu akı armatürden akmaya başlar, çünkü akı Fo'nun bobin 4 ile çekirdekten geçen kısmında hızlı bir değişiklik vardır. emf engellenir. D. İçinden geçen akım hızla değiştiğinde tutma bobininde indüklenir. Bu vb. c. Lenz kuralına göre, Fo akışının o kısmının büyümesini yavaşlatan bir akım oluşturur.

Sonuç olarak, yüksek hızlı devre kesicinin açma hızı, kapatma bobini 3'ten geçen akımın artış hızına bağlı olacaktır. Akım ne kadar hızlı artarsa, akım o kadar düşük olur, aparatın açması başlar. Yüksek hızlı bir devre kesicinin bu özelliği çok değerlidir çünkü kısa devre modlarında akım en yüksek hıza sahiptir ve devre kesici devreyi ne kadar çabuk kesmeye başlarsa, onun tarafından sınırlanan akım o kadar küçük olacaktır.

Bazı durumlarda, elektrikli aparatın çalışmasını yavaşlatmak gerekir. Bu, aparatın tahrik bobinine voltajın uygulandığı veya çıkarıldığı andan kontakların hareketinin başlamasına kadar geçen süre olarak anlaşılan bir zaman gecikmesi elde etmek için bir cihaz yardımıyla yapılır. doğru akımla kontrol edilen elektrikli cihazların kapatılması, kontrol bobini ile aynı manyetik devre üzerinde bulunan ek bir kısa devre bobini vasıtasıyla gerçekleştirilir.

Kontrol bobininden güç kesildiğinde, bu bobinin oluşturduğu manyetik akı çalışma değerinden sıfıra döner.

Bu akı değiştiğinde, kısa devre edilmiş bobinde, manyetik akısı kontrol bobininin manyetik akısının azalmasını önleyecek ve aparatın elektromanyetik tahrikinin armatürünü çekilmiş konumda tutacak şekilde bir akım indüklenir.

Kısa devre bobini yerine, manyetik devreye bakır bir manşon takılabilir. Eylemi kısa devre bobinininkine benzer. Aynı etki, şebekeden ayrıldığı anda kontrol bobininin devresini kısa devre yaparak da elde edilebilir.

Elektrikli aparatı açmak için deklanşör hızını elde etmek için, çalışma prensibi bir saate benzeyen çeşitli mekanik zamanlama mekanizmaları kullanılır.

Elektromanyetik cihaz sürücüleri, akım (veya voltaj) çalıştırma ve geri dönüş ile karakterize edilir. Çalışma akımı (gerilim), cihazın net ve güvenilir çalışmasının sağlandığı en küçük akım (gerilim) değeridir. Cer cihazları için reaksiyon voltajı, nominal voltajın %75'idir.

Bobindeki akımı kademeli olarak azaltırsanız, belirli bir değerde cihaz kapanacaktır. Cihazın halihazırda kapalı olduğu akımın (gerilim) en yüksek değerine ters akım (gerilim) denir. Ters akım Ib her zaman işletim akımı Iav'dan daha küçüktür, çünkü aparatın mobil sistemini açarken, armatür ile elektromanyetik sistemin boyunduruğu arasındaki artan hava boşluklarının yanı sıra sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmek gerekir. .

Dönüş akımının yakalama akımına oranı dönüş faktörü olarak adlandırılır:

Bu katsayı her zaman birden küçüktür.

Elektropnömatik tahrik

En basit durumda, pnömatik tahrik, hareketli bir kontağa 6 bağlı bir silindir 1 (Şekil 4) ve bir piston 2'den oluşur. Valf 3 açıkken, silindir basınçlı hava borusuna 4 bağlanır, pistonu 2 üst konumda yükseltir ve kontakları kapatır. Valf daha sonra kapandığında, pistonun altındaki silindirin hacmi atmosfere bağlanır ve geri dönüş yayının (5) etkisi altındaki piston, kontakları açarak orijinal durumuna geri döner.Böyle bir aktüatör, elle çalıştırılan bir pnömatik aktüatör olarak adlandırılabilir.

Basınçlı hava beslemesinin uzaktan kontrol edilebilmesi için musluk yerine solenoid valfler kullanılır. Solenoid valf (Şekil 5), düşük güçlü (5-25 W) elektromanyetik sürücüye sahip iki valf (emme ve egzoz) sistemidir. Bobine enerji verildiğinde yaptıkları işlemlerin niteliğine göre açık ve kapalı olmak üzere ikiye ayrılırlar.

Bobine enerji verildiğinde, kapatma valfi çalıştırma silindirini basınçlı hava kaynağına bağlar ve bobinin enerjisi kesildiğinde silindiri atmosfere iletir ve aynı anda basınçlı hava silindirine erişimi engeller. Tanktan gelen hava B açıklığından (Şekil 5, a) başlangıç ​​konumunda kapalı olan alt valfe 2 akar.

Pirinç. 4. Pnömatik tahrik

Pirinç. 5. Solenoid valflerin açılması (a) ve kapatılması (b)

Port A'ya bağlı pnömatik aktüatörün silindiri, açık valf 1 üzerinden C portu üzerinden atmosfere bağlanır. Bobin K'ye enerji verildiğinde, solenoid çubuk üst valfe 1 bastırır ve yayın 3 kuvvetini yenerek kapanır. valf 1 ve valf 2'yi açar. Aynı zamanda, port B'den valf 2 ve port A yoluyla pnömatik aktüatör silindirine basınçlı hava gelir.

Aksine, kapatma valfi, bobin uyarılmadığında, silindiri basınçlı havaya ve bobin uyarıldığında - atmosfere bağlar. İlk durumda, valf 1 (Şekil 5, b) kapalıdır ve valf 2 açıktır, bu da port B'den port A'ya valf 2 üzerinden basınçlı hava için bir yol oluşturur.Bobine enerji verildiğinde, valf 1 açılır, silindiri atmosfere bağlar ve hava beslemesi valf 2 tarafından durdurulur.

Elektrik motoru sürücüsü

Bir dizi elektrikli cihazı çalıştırmak için, motor milinin dönme hareketini kontak sisteminin öteleme hareketine dönüştüren mekanik sistemlerle birlikte elektrik motorları kullanılır. Elektromotor sürücülerin pnömatik olanlara kıyasla ana avantajı, özelliklerinin sabitliği ve ayarlanma olasılığıdır. Çalışma prensibine göre, bu sürücüler iki gruba ayrılabilir: motor şaftının bir elektrikli cihazla kalıcı bağlantısı ve periyodik bağlantısı.

Elektrik motorlu bir elektrikli cihazda (Şekil 6), elektrik motorunun 1 dönüşü bir dişli çark 2 aracılığıyla eksantrik miline 3 iletilir. Belirli bir konumda, milin 4 kamı çubuğu 5 kaldırır ve kapanır sabit kontak ile ilişkili hareketli kontak 6.

Grup elektrikli cihazların tahrik sisteminde, bazen bir elektrikli cihazın şaftının herhangi bir konumda bir durdurma ile kademeli olarak dönmesini sağlayan cihazlar tanıtılır. Frenleme sırasında motor kapatılır. Böyle bir sistem, elektrikli aparatın şaftının konumuna doğru bir şekilde sabitlenmesini sağlar.

Örnek olarak, ŞEK. Şekil 7, grup kontrolörlerinde kullanılan sözde Malta çapraz sürücüsünün şematik bir gösterimidir.

Pirinç. 6. Motor millerinin ve elektrikli aparatların kalıcı bağlantısı olan elektrikli motor sürücüsü

Pirinç. 7. Grup kontrol cihazının elektrik motoru sürücüsü

İncir. 8. Bimetal plakalı termal aktüatör.

Tahrik, bir servo motor ve bir Malta haçı aracılığıyla konum sabitlemeli bir sonsuz dişli kutusundan oluşur. Sonsuz dişli 1 servo motora bağlıdır ve dönüşü sonsuz çarkın 2 miline iletir, diski 3 parmaklar ve bir mandalla hareket ettirir (Şekil 7, a). Malta haçının 4 şaftı, diskin 6 parmağı (Şekil 7, b) Malta haçının oluğuna girene kadar dönmez.

Daha fazla döndürme ile, parmak haçı ve dolayısıyla oturduğu şaftı 60 ° döndürecek, ardından parmak serbest bırakılacak ve kilitleme sektörü 7 şaftın konumunu tam olarak sabitleyecektir. Sonsuz dişli milini bir tur çevirdiğinizde, Malta çapraz mili 1/3 tur dönecektir.

Dişli 5, dönüşü grup kontrolörünün ana eksantrik miline ileten Malta haçının miline monte edilmiştir.

termal sürücü

Bu cihazın ana unsuru bimetalik levha, tüm temas yüzeyi üzerine sıkıca bağlanmış iki farklı metal tabakasından oluşur. Bu metaller, farklı doğrusal genleşme sıcaklık katsayılarına sahiptir. Yüksek bir doğrusal genleşme katsayısına 1 (Şekil 8) sahip bir metal katman, termopasif olarak adlandırılan daha düşük bir doğrusal genleşme katsayısına 3 sahip bir katmanın aksine, termoaktif bir katman olarak adlandırılır.

Plaka içinden geçen bir akımla veya bir ısıtıcı elemanla ısıtıldığında (dolaylı ısıtma), iki katmanda farklı bir uzama meydana gelir ve plaka termopasif bir katmana doğru bükülür. Bu tür bir bükülme ile, termik rölelerde kullanılan plakaya bağlı kontaklar 2 doğrudan kapatılabilir veya açılabilir.

Plakanın bükülmesi, elektrikli aparat üzerindeki mandal mandalını da serbest bırakabilir ve bu daha sonra yaylar tarafından serbest bırakılır. Ayarlanan tahrik akımı, ısıtma elemanları seçilerek (dolaylı ısıtma ile) veya kontak solüsyonu değiştirilerek (doğrudan ısıtma ile) kontrol edilir.Çalışma ve soğutmadan sonra bimetal plakanın orijinal konumuna geri dönme süresi 15 s ile 1,5 dakika arasında değişir.