Области применения

В первую очередь эти устройства используются для работы с асинхронными электродвигателями, которые широко используются в промышленности и лифтовом оборудовании. Поэтому их и называют пускателями. Они могут не только включать и выключать двигатель, но и менять направление его вращения.

Их применяют также для включения линий освещения на улицах или в помещениях. Например, для автоматического включения уличного освещения можно использовать фотореле, которое не рассчитано на включение большой нагрузки, но его можно использовать для этого вместе с контактором.

Такие устройства идеально подходят для управления мощными электронагревателями и различными технологическими процессами на производстве. Выпускаются различные типы магнитных пускателей, выбор необходимого определяется техническим заданием на стадии проектирования.

Немаловажным является то, что эти устройства отделяют большие напряжения под которыми работает сеть от органов управления. Благодаря этому персонал более защищен от вредных воздействий.

Принцип работы

Они работают по очень простому принципу. В нем одна группа контактов является неподвижной, а вторая группа может менять своё положение. Они располагаются в камере в которой гасится электрическая дуга.

Движением контактов управляют специальные катушки. На катушки магнитного пускателя подается управляющее напряжение. В зависимости от конструкции оно может быть разной величины. Благодаря проходящему через них току срабатывает электромагнит и якорь с силой размыкает или замыкает сеть.

При снятии разности потенциалов с управляющих катушек контакты либо замыкаются, либо размыкаются с помощью возвратной пружины. По этому принципу различают нормально разомкнутые и нормально замкнутые устройства. Первые при его отсутствии находятся с разомкнутыми контактами, а вторые с замкнутыми.

Характеристики

Магнитные пускатели имеют ряд характеристик, которые нужно учитывать при проектировании и замене оборудования. Давайте рассмотрим их основные рабочие параметры.

По типу корпуса они могут быть открытого и закрытого вида. Тип устройства легко определить по фото магнитного пускателя. Открытые устройства предназначены для установки в электрических шкафах, в которых естественно мало содержание пыли и грязи.

Закрытые приборы устанавливаются на открытой поверхности и защищены от внешних воздействий. На корпусе могут быть расположены кнопки управления двигателем. Это может быть необходимо при ручном управлении устройством. Их различают на два класса просто закрытого исполнения и защищенного от пыли и брызг.

Основное назначение различных контакторов состоит в управлении электрическими трехфазными двигателями. Для этих целей они должны иметь тройную группу подключения и выполнять основные функции по пуску, остановке и изменению направления вращения. Для этого используют реверсивные магнитные пускатели.

Соответственно выпускаются различные конструкции, одни из которых могут только выполнять замыкание и размыкание одной или нескольких точек подключения, а другие могут выполнять более сложные функции по управлению электродвигателем. Выбор необходимой конфигурации необходимо сделать при проектировании.

Во многих случаях необходимо контролировать не превышение нагрузки двигателя по току. Опасные режимы работы двигателя могут возникнуть при перегрузке или обрыве одной из фаз. При этом сильно увеличится электрический ток. Его опасное превышение контролирует тепловое реле, оно устанавливается на линии между нагрузкой и контактором и при срабатывании отключает не силовую линию, а подает управляющий сигнал на катушку. Этим оно отличается от обычного предохранителя.

Это дополнительное устройство может быть интегрировано в приобретаемый прибор и находиться в одном корпусе, либо подключаться дополнительно. Стоит отметить, что тепловое реле может далеко не сразу сработать при эксплуатации при пониженной зимней температуре.

Выпускаются контакторы для работы с различными параметрами сети. Они могут управлять токами от нескольких десятков до тысяч ампер. При проектировании нужно учесть, что при пуске электродвигателя они могут быть существенно выше номинальных.

Вторым немаловажным параметром является величина подключаемого напряжения. Наиболее часто используется напряжение 380 вольт, но выпускается оборудование, предназначенное для работы с напряжениями 600 вольт и более.

Немаловажным фактором является напряжение под которым работают управляющие катушки. Зачастую они работают под тем же напряжением, что управляемая сеть. В производственной автоматике используется пониженное напряжение управляющих катушек. Оно может составлять очень малую величину в несколько десятков вольт.

Монтаж

При монтаже требуется ознакомиться с инструкцией и проработать схему подключения магнитного пускателя. Оборудование устанавливается на ровной поверхности. При монтаже надо учесть, что мощное оборудование при включении может создавать сильную вибрацию, которая может помешать правильной работе устройства.

Тепловое реле должно быть расположено вдали от нагревающихся элементов, чтобы избежать ложного срабатывания. Концы медных проводов требуется вначале залудить, а алюминиевые провода необходимо зачистить надфилем или шкуркой. Перед пробным включением необходимо сверить правильность подключения со схемой.

Эксплуатация

При использовании контакторов нужно контролировать их температуру. Повышение температуры и их разогревание свидетельствуют о наличии замыканий в витках катушки. Это поломка требует срочной замены катушек.

Разогрев может появится также из-за больших нагрузок и износа контактов. Чтобы этого избежать лучше применять оборудование с небольшим запасом по рабочей нагрузке. Нужно смотреть за чистотой оборудования и не допускать попадания внутрь грязи и пыли. Она может привести к неплотному прилеганию якоря к сердечнику и это может стать причиной сильного шума.

Загрязнения могут испортить контакты и потребуется их замена. Конструкция магнитных пускатели и контакторов достаточно проста. Для долгой службы необходимо поддерживать их чистоту, проверять качество контактов и зажимного механизма, не подвергать их нагрузкам выше номинальных.

Фото магнитных пускателей

Назначение электромагнитных пускателей — принцип работы

В любой сети (промышленной, бытовой) практически для всего оборудования используется коммутационное устройство. Оно обеспечивает безопасность его эксплуатации, систематически отключает и включает источники электричества.

Для масштабных предприятий, электромашин устанавливается электромагнитный пускатель, чтобы защитить электрооборудование от скачков тока, для снижения токовой нагрузки.

Задачи пускателя

Устанавливаются такие устройства для запуска электродвигателя, налаживания бесперебойной работы, защиты электродвигателя, реже для реверсирования направления вращения, отключения питания.

Представляет он собой агрегат, который используется для частых включений/выключений сети дистанционно.

За счет простоты и удобства в эксплуатации коммутатор устанавливают для запуска/выключения систем освещения, конвейерного оборудования, т.п. Пускатели могут работать с разными напряжениями на 220 -380 Вольт с частотой в 50 Гц, что является их огромным преимуществом.

Особенности функционирования пускателя

Он обеспечивает безопасное управление, подключение асинхронных трехфазных двигателей. Подключается устройство в разных вариациях в зависимости от условий работы.

В стандартном состоянии (начальном) электромагнитный пускатель обесточен, тока нет из-за разрыва электроцепи. При подаче напряжения ток в цепи начинает движение, при его перемещении под действием электромагнита цепь смыкается и машина запускается.

Работает устройство до нажатия кнопки «Стоп» или до прекращения подачи питания. Отключение устройства может также происходит по причине аварийного режима или срабатывания тепловой защиты.

Особенности конструкции

Состоит устройство из:

• Неподвижных и подвижных контактов.
• Контактных пружин.
• Соленоида.
• Магнитопровода .

Кроме того, пускатель может быть оборудован допустройствами:

• Тепловым реле – обеспечивает отключение при аварии.
• Слаботочными допконтактными группами.
• Кнопкой пуска.

Виды электромагнитных пускателей

В зависимости от схемы соединения выделяют реверсивные и нереверсивные устройства. По способу монтажа пускатели бывают различного исполнения, типа:

• Защищенного. Требуют монтажа только в чистых и не влажных помещениях.
• Пылебрызгонепроницаемого. Рекомендованы для установки на открытом воздухе под навесом, в закрытом помещении.
• Открытого. Устанавливаются в закрытых объектах (панелях, боксах) и т.п.

В зависимости от питаемой нагрузки выделяют устройства для трехфазных электродвигателей, для асинхронных электродвигателей, для запуска трехфазной нагрузки, реверсивного пуска.

По номиналу замыкания/размыкания силовых контактов выделяют следующую градацию:

• 1-я категория: до 10 — 16 А
• 2-я категория: до 25 А.
• 3- я категория: до 40 А.
• 4- я категория: 63 А.

Особенности монтажа электромагнитного пускателя

При установке важно обращать внимание на место установки. При неправильном выборе поверхности может происходить ложное отключение системы, что доставит ряд трудностей и проблем при работе.

Поверхность для монтажа должна быть идеально ровной. Необходимо обеспечить жесткую и надежную фиксацию устройства. Ни в коем случае не стоит устанавливать пускатель в местах, где возможны толчки, удары или иные механические воздействия, сильный нагрев. В щитках, ящичках должна быть ровная поверхность. Чтобы снизить нагрузку от кабеля требуется изогнуть проводник. Также можно поступить и с дополнительными контактами.

Также для защиты оборудования рекомендуется установка устройства плавного пуска. Благодаря ему будет осуществляться плавный разгон, остановка, уменьшение пускового тока. Запуск и остановка электродвигателя, даже в аварийной ситуации будет выполняться спокойно и без лишних рывков. Установка плавного пуска подключается в разрыв цепи. Любое оборудование с ним работает комфортнее, значительно увеличивается ресурс электродвигателя за счет отсутствия рывков при старте, а также обеспечивается защита узлов мотора от перегрузок, перегрева.

Где приобрести электромагнитный пускатель, устройство плавного пуска?

В «ЕвроЭнергоСервис» уже не первый год осуществляется поставка распределительных устройств, электрооборудования высочайшего качества. У нас всегда можно заказать мелким и крупным оптом электромагнитные пускатели и другие изделия по доступной цене. Преимуществами нашей компании является отличный сервис, сертифицированная продукция и адекватные цены.

При необходимости в кратчайшие сроки будет выполнена доставка Вашего заказа.

Если остались вопросы или Вы желаете получить консультацию наших специалистов, звоните или пишите нам прямо сейчас.

В «ЕвроЭнергоСервис» предоставят подробную информацию о каждой единице товара, помогут выбрать подходящее оборудование, а постоянным покупателям предоставят скидку.

Что это такое, как это работает и многое другое

Главная »О нас» Новости »Магнитные пускатели двигателей: основы

Опубликовано 24 августа, 2017 автором springercontrols

Магнитный пускатель двигателя — это устройство с электромагнитным управлением, которое запускает и останавливает подключенную нагрузку двигателя. Магнитные пускатели состоят из электрического контактора и устройства защиты от перегрузки в случае внезапной потери мощности.

Контактор и реле

Контактор похож на реле, но предназначен для переключения большего количества электроэнергии и работы с нагрузками с более высоким напряжением. В отличие от реле, контактор не имеет общего полюса под напряжением, который переключается между нормально разомкнутым и нормально замкнутым полюсами. Контактор состоит из держателя контактов с электрическими контактами для подключения входящего сетевого силового контакта к контакту нагрузки, электромагнита (обычно называемого «катушкой»), который обеспечивает силу для замыкания контактов, позволяющую протекать току, и корпус, который представляет собой изолирующий материал, удерживающий детали вместе и обеспечивающий некоторую степень защиты от прикосновения человека к клеммам.Контакторы обычно изготавливаются с нормально разомкнутыми контактами, что означает, что мощность не будет поступать на нагрузку до тех пор, пока не будет активирована катушка, которая замыкает контактор. Активация катушки обычно выполняется оператором управления, либо вручную, то есть человеком, нажимающим кнопку / щелчком переключателя, либо автоматически с помощью датчика или таймера, который переключается при достижении определенного состояния. Контакторы могут быть снабжены вспомогательными контактами (нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми) для выполнения дополнительных операций, когда контактор замкнут.

Когда контактор замкнут, это позволяет току проходить на «катушку» (электромагнит). Это может быть то же самое напряжение, что и мощность, проходящая через контакты, или часто более низкое «управляющее» напряжение используется только для подачи питания на катушку. Когда катушка находится под напряжением, это создает магнитную связь между контактами и держателем контактов, позволяя им оставаться вместе, и ток течет к двигателю или другой нагрузке до тех пор, пока система не будет отключена путем отключения питания катушки. В обесточенном состоянии пружина заставляет контакты разъединяться и прекращать прохождение энергии через контакты, тем самым отключая двигатель или нагрузку.

Тепловое реле перегрузки: что это такое и как оно работает

Тепловое реле перегрузки предназначено для защиты двигателя или другой нагрузки от повреждений в случае короткого замыкания или перегрузки и перегрева. Простейшее реле перегрузки срабатывает из-за тепла, вызванного протеканием высокого тока через перегрузку и по биметаллической полосе. Биметаллическая полоса — это лента из двух разных металлов, прикрепленных друг к другу, причем каждый металл имеет свой коэффициент теплового расширения.Когда эта биметаллическая полоса нагревается, один металл будет расширяться быстрее, чем другой, и приведет к изгибу сборки. Когда он станет достаточно горячим, кривизны будет достаточно, чтобы контакты в перегрузке разъединились. Поскольку перегрузка имеет контакт, подключенный к цепи управления контактора, это эффективно размыкает цепь и обесточивает систему. Как только биметаллическая полоса остынет, она выпрямится и позволит цепи снова замкнуться.

Режимы работы реле перегрузки

Реле перегрузки можно настроить на 4 различных режима работы.

• Только ручной сброс — оператор должен нажать кнопку для перезапуска системы. Этот параметр обычно используется из соображений безопасности, чтобы система не перезапустилась сама по себе.
• Только автоматический сброс — когда биметаллическая полоса охлаждается, система автоматически перезагружается. Это полезно, когда система находится в удаленном месте, что затрудняет ручной перезапуск, а автоматический перезапуск вряд ли создаст опасное состояние.
• Ручной сброс / остановка — Аналогичен только ручному сбросу, но позволяет использовать кнопку для остановки системы вручную. Это полезно для простых систем, где отдельный выключатель не требуется.
• Автоматический отдых / остановка — Аналогичен только автоматическому сбросу, но позволяет использовать кнопку для остановки системы вручную. Это полезно для простых систем, где нет необходимости в отдельном переключателе включения / выключения.

Реле перегрузки обычно компенсируются по температуре окружающей среды, и уставка срабатывания часто регулируется в относительно узком диапазоне.Более старые реле перегрузки доступны с фиксированными точками срабатывания по температуре с использованием биметаллических полос. Их обычно называют «нагревателями», и они специфичны для каждой точки срабатывания (тока). Новые реле перегрузки доступны с электронным управлением и используются для различных функций двигателя.

Если у вас все еще есть вопросы о магнитных пускателях двигателей и их применении, специалисты Springer Controls всегда готовы помочь. Свяжитесь с нами сегодня, и мы будем рады вам помочь!

Как работает двигатель постоянного тока?

Теоретически одна и та же машина постоянного тока может использоваться в качестве двигателя или генератора. Следовательно, конструкция двигателя постоянного тока такая же, как и у генератора постоянного тока.

Принцип работы двигателя постоянного тока

Электродвигатель — это электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.Основной принцип работы двигателя постоянного тока : « всякий раз, когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу». Направление этой силы определяется правилом левой руки Флеминга, а ее величина определяется как F = BIL. Где B = плотность магнитного потока, I = ток и L = длина проводника в магнитном поле.

Правило левой руки Флеминга : Если мы протянем первый, второй и большой пальцы левой руки перпендикулярно друг другу, а направление магнитного поля будет представлено первым пальцем, направление тока будет представлено как второй палец, затем большой палец представляет направление силы, действующей на проводник с током.

Приведенная выше анимация помогает понять принцип работы двигателя постоянного тока . Когда обмотки якоря подключены к источнику постоянного тока, в обмотке возникает электрический ток. Магнитное поле может создаваться обмоткой возбуждения (электромагнетизм) или постоянными магнитами. В этом случае проводники якоря с током испытывают действие магнитного поля в соответствии с принципом, изложенным выше.

выполнен сегментированным для достижения однонаправленного крутящего момента. В противном случае направление силы менялось бы каждый раз, когда направление движения проводника менялось на противоположное в магнитном поле. Так работает двигатель постоянного тока !

Согласно фундаментальным законам природы, преобразование энергии невозможно, пока не появится что-то, что препятствует преобразованию. В случае генераторов это противодействие обеспечивается магнитным сопротивлением, а у двигателей постоянного тока — , противоэдс .

Когда якорь двигателя вращается, проводники также разрезают линии магнитного потока и, следовательно, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводниках якоря индуцируется ЭДС. Направление этой наведенной ЭДС таково, что она противодействует току якоря (I _a ). На схеме ниже показано направление обратной ЭДС и тока якоря. Величина обратной ЭДС может быть задана уравнением ЭДС генератора постоянного тока.

Значение обратной ЭДС:

Величина обратной ЭДС прямо пропорциональна скорости двигателя. Представьте, что нагрузка на двигатель постоянного тока внезапно снизилась. В этом случае требуемый крутящий момент будет мал по сравнению с текущим крутящим моментом. Скорость двигателя начнет увеличиваться из-за превышения крутящего момента. Следовательно, величина обратной ЭДС пропорциональна скорости. С увеличением обратной ЭДС ток якоря начнет уменьшаться. Поскольку крутящий момент пропорционален току якоря, он также будет уменьшаться, пока не станет достаточным для нагрузки.Таким образом, скорость мотора будет регулироваться.

С другой стороны, если двигатель постоянного тока внезапно нагружается, эта нагрузка вызовет снижение скорости. Из-за уменьшения скорости обратная ЭДС также уменьшится, что приведет к увеличению тока якоря. Повышенный ток якоря увеличит крутящий момент, чтобы удовлетворить требованиям нагрузки. Следовательно, наличие обратной ЭДС делает двигатель постоянного тока «саморегулирующимся» .

Типы двигателей постоянного тока

• С отдельным возбуждением (обмотка возбуждения питается от внешнего источника)
• Самовозбуждение —
• Последовательная обмотка (обмотка возбуждения включена последовательно с якорем)
• Шунтирующая обмотка (обмотка возбуждения включена параллельно якорю)
• Сложная рана —

См. Схему классификации машин постоянного тока здесь.

Стартер с постоянным магнитом (автомобиль)

15.7.

Пускатели с постоянными магнитами были внедрены на автомобили в конце 1980-х годов. Меньший вес и небольшие размеры — два преимущества этих двигателей по сравнению с двигателями обычных типов. Это приводит к тому, что стартер с постоянным магнитом становится более популярным, поскольку в современных автомобилях для электрической части двигателя остается меньше места. Снижение веса также способствует снижению расхода топлива.Выпускаемые стандартные пускатели с постоянными магнитами подходят для двигателей с искровым зажиганием объемом до 2 л и рассчитаны на мощность 1 кВт или меньше. Некоторыми примерами являются линейка Bosch DM (рис. 15.23) и модели Lucas M78R / M80R (рис. 15.24)

Рис. 15.23. Стартер с постоянным магнитом Bosch.

Рис. 15.24. Lucas M78R I Стартер M80R.
Принцип работы почти аналогичен обычному стартеру с предварительным включением, в котором обмотки возбуждения и полюсные наконечники заменены на высококачественные постоянные магниты.Это обеспечивает снижение веса до 15 процентов. Диаметр ярма также может быть уменьшен на аналогичную величину. Постоянные магниты обеспечивают постоянное возбуждение, благодаря чему характеристики скорости и крутящего момента
должны быть постоянными. Однако из-за падения напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой и низкого сопротивления обмоток якоря характеристика сравнима с характеристикой двигателей с последовательной обмоткой. Иногда между основными магнитами устанавливают элементы-концентраторы или межполюсники (рис.15.25). Эффект коробления магнитного поля приводит к тому, что характеристическая кривая очень похожа на кривую последовательного двигателя.

Произошло значительное улучшение конструкции щеток. Смесь меди и графита используется для изготовления щеток из двух частей, так что более высокое содержание меди находится в зоне мощности, а более высокое содержание графита — в зоне коммутации. Это увеличивает срок службы и снижает падение напряжения, обеспечивая более высокую выходную мощность пускателя.
Двигатели с постоянными магнитами для более мощных приложений были разработаны с промежуточной передачей, как правило, эпициклического типа (рис. 15.26). Это позволяет якорям вращаться с более высокой и более эффективной скоростью, передавая крутящий момент за счет редуктора. Пускатели с постоянными магнитами и промежуточной трансмиссией доступны с выходной мощностью около 1,7 кВт, подходящие для двигателей с искровым зажиганием до около 5 л или двигателей с воспламенением от сжатия до около 1,6 л. Принцип действия этого типа двигателей с постоянными магнитами снова аналогичен. по сравнению с обычным стартером с предварительным включением, но может обеспечить снижение веса до 40 процентов.

Рис. 15.25. Поля постоянных магнитов с межполюсными полюсами.

Рис. 15.26. Стартер промежуточной передачи.
В промежуточной трансмиссии планетарного типа солнечная шестерня находится на валу якоря, а шестерня приводится в движение водилом планетарной передачи. Кольцевая шестерня или кольцо остаются неподвижными, действуя как промежуточный подшипник. Такое расположение шестерен обеспечивает передаточное число около 5: 1, которое можно рассчитать по простой формуле;
Передаточное отношение = (A + S) / S
где, A = количество зубьев в кольцевом пространстве
S — количество зубцов на солнечной шестерне.
Кольцевые шестерни в некоторых случаях изготавливаются из высококачественного полиамидного компаунда с минеральными добавками для повышения прочности и износостойкости. Однако солнечная и планетарная шестерни изготовлены из обычной стали. Такое сочетание материалов обеспечивает более тихую и эффективную работу. Ожидается, что в будущем будут разработаны пускатели с постоянными магнитами более высокой мощности для общего использования.

Основные принципы — документация GPG 0.0.1

Методы электромагнитной съемки основаны на двух фундаментальных принципах: закон электромагнитной индукции Фарадея и тот факт, что электрические токи создают магнитные поля, выраженные в законе Ампера.В своей простейшей форме закон Фарадея гласит, что электродвижущая сила (ЭДС) в замкнутой цепи пропорциональна скорости изменения магнитного потока в цепи, или, проще говоря: изменяющееся магнитное поле вызывает ЭДС.

Магнитный поток \ (\ phi_B \), который пересекает замкнутый контур, равен

\ [\ phi_B = \ int_ {area} \ vec {B} \ cdot \ hat {n} \; d \ vec {a} \]

, где \ (\ hat {n} \) — направленный наружу вектор нормали для контура, а \ (\ vec {B} \) — плотность магнитного потока, которая пропорциональна магнитному полю в свободном пространстве.Это показано на диаграмме ниже

Закон Фарадея связывает магнитный поток через поверхность, ограниченную петлей, с наведенной ЭДС в петле.

\ [V = — \ frac {d \ phi_B} {dt}. \]

Напомним, что ток \ (I \), протекающий в проводе, связан с ЭДС через закон Ома

\ [V = IR, \]

где \ (R \) — электрическое сопротивление цепи.

Мы можем начать интуитивно понимать закон Фарадея на примере постоянного магнита, движущегося через катушку с проволокой.Электрическое поле, создаваемое движущимся магнитом, создает электрическую силу на зарядах в проводе, вызывая протекание тока. Вы можете изучить этот пример в интерактивном режиме, используя апплет из PhET, представленный ниже.

С помощью апплета мы можем наблюдать несколько характеристик электромагнитной индукции:

1. Вольтметр регистрирует сигнал только при движении магнита, независимо от его абсолютного положения.
2. Знак наведенного напряжения меняется в зависимости от направления движения и ориентации магнита
3. Величина напряжения зависит от скорости движения магнита
4. При прочих равных, напряжение, индуцированное в контуре с четырьмя катушками, больше, чем в контуре с двумя катушками.

Закон Ленца : Направление индуцированного тока в законе Фарадея таково, что его магнитное поле противодействует изменению потока. То есть природа не любит смену магнитных полей. Это причина знака минус в законе Фарадея. Следующее видео от группы технического обслуживания физического факультета Массачусетского технологического института показывает закон Ленца в действии.

Магнитные поля различных источников тока

Форма магнитного поля, создаваемого электрическим током в проводе, зависит от формы провода.Магнитное поле источника замкнутого контура будет примерно таким же, как у идеального магнитного диполя, если его наблюдать достаточно далеко от контура. Хорошее практическое правило состоит в том, что мы можем использовать дипольное приближение, когда расстояние от петли более чем в пять раз превышает ее диаметр. Математически аппроксимация выполняется, когда \ (r \, >> \, a \), где \ (r \) — расстояние от наблюдателя до центра петли, а \ (a \) — радиус петли. Магнитный момент петли равен \ (\ vec {m} = IA \ hat {n} \), где \ (I \) — ток в петле, \ (A \) — ее площадь, а \ (\ hat {n} \) — единичный вектор, перпендикулярный плоскости контура.В этом курсе мы рассмотрим передатчики в частотной области. Это передатчики, управляемые гармоническим током, то есть током, синусоидально изменяющимся во времени. Магнитное поле диполя определяется намагниченностью, умноженной на геометрический коэффициент, что означает, что первичное магнитное поле передатчика будет гармоническим во времени: \ (\ vec {H} _p = \ vec {H} _0 \ соз (\ омега т) \).

Если вас интересует более подробное обсуждение поля магнитного диполя, посетите страницу в Википедии.

Посмотрите следующее видео из Сиднейского университета, чтобы помочь визуализировать поля различных конфигураций токовой петли.

Повседневные примеры электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция используется в повседневных устройствах, а также в геофизике. Типичный пример — металлоискатель. На рис. 142 показаны металлоискатели, работающие в службе безопасности аэропорта и ищущие захороненный объект.

В обоих случаях мы видим, что ток \ (I_0 \), текущий в катушке передатчика, генерирует плотность магнитного потока \ (\ mathbf {B} _0 \).Поскольку \ (\ mathbf {B} _0 \) изменяется во времени, в металлических объектах генерируются вихревые токи. Эти вихревые токи колеблются во времени с той же периодичностью, что и ток передатчика, и создают вторичное магнитное поле \ (\ mathbf {B} ‘\). И первичное, и вторичное поля проходят через приемную катушку (в портативном металлоискателе катушки передатчика и приемника концентрически), генерируя вторичный ток \ (I ‘\), который можно измерить.

Модель цепи для электромагнитной индукции

Рассмотрим цель использования индуктивного источника ЭМ для обнаружения проводящего тела, погребенного в относительно непроводящем (также называемом резистивным) материале-хозяине.Базовая картина представлена ​​на рис. 143.

Рис. 143: Концептуальная схема для трех контуров

Вихревые токи генерируются в заглубленном теле за счет изменения магнитного потока, проходящего через тело. Мы можем многое узнать о связи между передатчиком, похороненным телом и приемником, аппроксимируя погребенное тело проволочной катушкой с сопротивлением \ (R \) и индуктивностью \ (L \). Сопротивление приблизительно равно удельному электрическому сопротивлению земли, а индуктивность — это геометрическая величина, которая зависит от формы петли.Следующее обсуждение модели схемы будет в основном концептуальным. Для более подробного и количественного обсуждения см. Ресурс em.geosci — (не требуется для eosc 350.

Преобразователь и первичное поле

В этом курсе мы рассмотрим малые петлевые передатчики с синусоидальным изменением тока во времени. Они известны как передатчики гармонической или частотной области. Мы будем рассматривать передатчики только достаточно малыми, чтобы генерируемые ими первичные магнитные поля были приблизительно дипольными, как показано на рисунке Рис.9 \) Гц.

Приемник

Приемник чаще всего также представляет собой проволочную катушку. Напряжение, регистрируемое в катушке приемника, будет пропорционально скорости изменения магнитного потока через контур. 2} \]

, где \ (\ alpha = \ omega L / R \) называется числом индукции.См. Em.geosci для получения полной информации о коэффициенте связи и функции индуктивного отклика.

Вторичное поле будет иметь гораздо меньшую амплитуду, чем первичное поле (единицы измерения поля часто составляют доли на миллион), а также фазовый сдвиг. Мы можем разложить сигнал на составляющую, совпадающую по фазе с передатчиком, и другую составляющую, сдвинутую по фазе на четверть периода, называемую квадратурной составляющей. Эти компоненты могут быть представлены в виде комплексного числа, действительная часть которого является синфазным вторичным полем, а мнимая часть — квадратурным сигналом.

Для данной константы связи характер вторичного поля может значительно варьироваться в зависимости от числа индукции \ (\ alpha \), как показано на следующем графике

Измеренные ответы

Базовое понимание различий между источником и приемником, обусловленных геометрией, позволяет нам набросать ожидаемые отклики, возникающие при съемке горизонтальной петли в частотной области, проведенной над проводником, который скрыт в резистивном хосте.Это двухэтапный процесс.

1. Используйте геометрию источника и приемника, чтобы нарисовать характеристику изгиб.
2. Используйте диаграмму реакции и знание того, иметь дело с хорошим проводником или плохим проводником, чтобы определить относительный амплитуда синфазной и противофазной частей.

Часть I: Рассмотрим базовую геометрию, показанную на рисунке ниже

Из-за того, что передатчик проходит через скрытый контур, возникает изменяющееся во времени магнитное поле и, следовательно, индуцируемые токи в скрытом контуре.Эти токи создают вторичные магнитные поля. Первичное поле показано серым на левом изображении, а вторичное поле, связанное с этим передатчиком, показано красным справа. Обратите внимание, что первичное и вторичное поля указывают в противоположных направлениях при прохождении через контур приемника.

Мы принимаем соглашение о том, что если вторичное поле находится в том же направлении, что и первичное, то ответ будет отображаться как положительное значение. В качестве альтернативы, когда два поля находятся в оппозиции, ответ будет отрицательным.Расстояние между контурами передатчика и приемника остается фиксированным, а исходная точка наносится на середину между катушками. Когда обе петли находятся слева или справа от скрытой петли, ответ положительный. Отклик будет нулевым, когда какая-либо катушка окажется над скрытым контуром. Когда приемник, представляющий собой горизонтальную катушку, находится над контуром, магнитный поток через катушку не проходит. Будет индуцировано нулевое напряжение. Когда передатчик находится непосредственно над скрытым контуром, поток, пересекающий контур, отсутствует, следовательно, в нем не будут генерироваться токи, а вторичное магнитное поле равно нулю.

Часть II: Базовый эскиз формы аномального сигнала определяется из геометрии катушек и относительного расположения передатчик, приемник и токопроводящий корпус. На практике мы измеряем как синфазный и противофазный компонент. Каждая из этих кривых будет иметь ту же общую форму, что и изображенная выше. Нам нужно только установить их относительные амплитуды. Из общей кривой отклика мы находим, что синфазный (или реальный компонент) больше, чем противофазный (мнимый) компонент, когда \ (\ omega \ sigma \) (или \ (\ omega L / R \)) большой.

Ниже мы наносим ответы на опрос, проведенный в скрытой петле

Поскольку тело является проводящим и частота опросов высока, значение \ (\ omega L / R \) велико, а синфазный отклик больше, чем квадратурный ответ.

Проводящий узел

Эскизы электромагнитных откликов были получены при упрощении предположения, что погребенное тело находилось в очень резистивной среде. Вследствие этого, ответ зависел только от относительной ориентации катушки источника и тело (эффект связи), проводимость тела и частота передатчика и эффект связи вторичного магнитные поля с приемником.2R \) потерь, конвертирующих электромагнитная энергия для нагрева. Как следствие, энергия от источника не распространяется на сколь угодно большие глубины в земле. Амплитуда Таким образом, электромагнитные поля уменьшаются из-за геометрического расширения и затухания.

Первичное поле в проводящей земле

Мы получили представление о материалах выше, игнорируя фоновую землю и предполагая, что электромагнитная индукция происходит только в изолированной интересующей цели. В этом случае первичное поле распространяется через фоновую землю, как если бы оно было свободным пространством.На самом деле у Земли есть некоторая отличная от нуля электрическая проводимость, которая заставит ее распадаться быстрее, чем в открытом космосе. Сила первичного поля в земле будет зависеть от:

1. частота передатчика
2. Электропроводность фонового материала
3. геометрия источника

Значительное понимание можно получить, игнорируя геометрию источник и наблюдение за тем, как плоская электромагнитная волна затухает при распространении в землю.8 \) м / с и имеет длину волны \ (\ lambda = c / f \). Когда волна входит в проводя землю, он все еще распространяется как синусоида, но движется намного медленнее и быстро затухает. Например, с числами для скорости и длины волны: нижеприведенный.

Волна затухает так быстро, что распространяется только на длину волны в Земля. Поскольку амплитуда убывает так быстро и волны распространяются так медленно, мы обычно говорим об ЭМ волне, «диффундирующей» в землю. В амплитуда поля экспоненциально затухает с глубиной в соответствии с диаграмма приведена ниже.\ frac {-z} {\ delta} \ end {split} \]

Глубина кожи: Это глубина, на которую уменьшилась амплитуда до \ (1 / e \) его поверхностного значения. Мы уже встречались с концепцией глубины скин-слоя в георадарном приборе. Для равномерного полупространства проводимости \ (\ sigma \), а на низких частотах, используемых в исследованиях электромагнитной индукции, глубина скин-слоя \ (\ delta \) может быть приблизительно равна

\ [\ delta \ приблизительно \ sqrt {\ frac {2} {\ mu_0 \ omega \ sigma}} \ приблизительно 500 \ sqrt {\ frac {\ rho} {f}} \]

, где \ (\ rho = 1 / \ sigma \) — удельное сопротивление, а \ (\ omega / (2 \ pi) \) — частота.2 \) (ампер на метр в квадрате), а \ (\ vec {E} \) — электрическое поле с единицей измерения вольт / метр. Это версия закона Ома для протяженных трехмерных тел, аналогичная закону Ома для цепей: \ (I = V / R \), где \ (R \) — электрическое сопротивление цепи.

Токи в теле создают собственные магнитные поля, как в случае петли. Эти токи также будут меняться со временем, и их магнитное поле можно измерить на передатчике. Мы называем эти поля «вторичным» магнитным полем \ (\ vec {H_s} \).Обратите внимание, что вторичное поле может быть не в фазе с основным полем.

Сводка

1. Изменяющийся во времени ток в передатчике создает изменяющийся во времени магнитный поле, которое падает на проводник в земле.
2. Изменяющийся магнитный поток повсюду генерирует электрическое поле.
3. Электрическое поле генерирует токи по закону Ома \ (\ vec {J} = \ sigma \ vec {E} \).
4. Токи создают собственные магнитные поля.
5. Приемник измеряет сумму первичного и вторичного полей, (или измеряет сопутствующие напряжения.)

— Работа, применение и выбор

Электрический контактор — это переключающее устройство, широко используемое для переключения двигателей, конденсаторов (для коррекции коэффициента мощности) и освещения. Как видно из названия, он используется для замыкания или размыкания контактов, как обычный двухпозиционный выключатель. Единственное отличие состоит в том, что контакторы имеют электромагнит, удерживающий контакты при включении, тогда как переключатели его не имеют.

Их основной принцип работы такой же, как у электромеханических реле, но их контакты могут пропускать гораздо больший ток, чем реле.Реле нельзя напрямую использовать в цепях, где ток превышает 20 ампер. В таких условиях можно использовать контакторы. Они доступны в широком диапазоне рейтингов и форм. Также они доступны до 12500 А. Они не могут обеспечить защиту от короткого замыкания, но могут замыкать или размыкать контакты только при возбуждении.

Конструктивные особенности

Контактор состоит из электромагнита, контактов и пружины, заключенных в корпус. В некоторых из них есть встроенные экономайзеры, позволяющие снизить энергопотребление.Определенные приспособления для гашения дуги также сделаны внутри для включения и выключения операции.

Катушка электромагнита

Электромагнит — это ключевой компонент контакторов, без которого он не может работать. Для возбуждения требуется дополнительный источник питания. Во время возбуждения он отводит незначительный ток от источника питания. Эти электромагниты будут иметь полую цилиндрическую форму. В полый цилиндрический электромагнит помещается шток (якорь) с пружинным возвратом.

В некоторых из них этот электромагнит разделен на две половины. Одна из половинок неподвижна, а другая подвижна. К подвижному электромагниту прикреплены подвижные силовые контакты. В нормальных условиях эти две половины электромагнитов удерживаются друг от друга пружиной между ними.

В контакторе с катушкой переменного тока электромагнитный сердечник изготовлен из многослойного мягкого железа для уменьшения потерь на вихревые токи, а в контакторе с катушкой постоянного тока электромагнитный сердечник состоит из твердой стали / мягкого железного сердечника, поскольку нет риска возникновения вихревых токов. потеря в постоянном токе.

Контакты

Типичный контактор состоит из двух наборов контактов, один из которых неподвижен, а другой подвижен. Оксид серебра и олова (AgSnO2), серебро-никель (AgNi) и оксид серебра-кадмия (AgCdO) являются обычно используемыми контактными материалами. Эти материалы обладают высокой сварочной стойкостью и стабильным сопротивлением дуге. Оксид кадмия серебра и никель серебра используются в контакторах с меньшим номиналом тока, тогда как оксид серебра и олова используется в контакторах с высоким номиналом тока и в контакторах постоянного тока.

Подвижный комплект контактов прикреплен к якорю или подвижному электромагниту. Материал контактов должен выдерживать механические нагрузки, дуги, эрозию и иметь очень низкое сопротивление.

Корпус

Электромагнит и контакты упакованы в корпус из пластика, керамики или бакелита, который защищает его от пыли и внешней среды и обеспечивает безопасное размыкание и замыкание контактов.

Гаситель дуги

Гашение дуги — одна из ключевых функций контактора.Дуги переменного тока можно легко погасить, поскольку он проходит через ноль дважды за каждый цикл. Следовательно, дугогасители могут сделать эту работу. Но в случае дуг постоянного тока необходимы магнитные дугогасители или специально разработанные дугогасительные камеры для гашения дуги. В зависимости от области применения в контакторах используются различные устройства для гашения дуги, одними из которых являются дугогасительные камеры.

Контур экономайзера

Схема экономайзера используется для уменьшения мощности, потребляемой катушкой. Схема экономайзера подает большой ток во время срабатывания, а затем подает достаточную мощность, чтобы контакты оставались замкнутыми.Необязательно, чтобы все они имели контур экономайзера.

Принцип работы

Когда на электромагнитную катушку подано напряжение, создается электромагнитное поле. Это электромагнитное поле притягивает металлический стержень (якорь) к зазору полого цилиндрического магнита.

В контакторах с раздельными электромагнитами подвижная половина электромагнита притягивается к неподвижному электромагниту. Это действие замыкает контакты.Контакты остаются замкнутыми, пока электромагнит остается возбужденным. Когда катушка обесточена, подвижный контакт возвращается в нормальное положение пружиной. Каждый контактор предназначен для быстрого размыкания и замыкания контактов. Движущиеся контакты могут подпрыгивать, поскольку они быстро входят в контакт с неподвижными контактами. В некоторых контакторах используются раздвоенные контакты, чтобы избежать дребезга.

Рабочее питание катушки может быть переменным или постоянным током (доступно в различных диапазонах напряжения от 12 В / 12 В постоянного тока до 690 В переменного тока) или даже универсальным.Универсальные катушки могут работать как от переменного, так и от постоянного напряжения. Катушка потребляет небольшое количество энергии во время операций переключения. Цепи экономайзера используются для снижения мощности, потребляемой контактором во время его работы.

Контакторы с катушками переменного тока имеют экранирующие катушки. В противном случае они могут дребезжать каждый раз, когда переменный ток пересекает ноль. Затеняющие катушки задерживают размагничивание магнитопровода и предотвращают вибрацию. Затенение не требуется в катушках постоянного тока, поскольку создаваемый поток постоянен.

Подавление дуги

Дуга возникает между контактами каждый раз, когда контакты замыкаются или размыкаются под нагрузкой. Дуга, образующаяся при отключении нагрузки, более разрушительна и может повредить контакты, тем самым сокращая срок службы контактора. Кроме того, высокая температура дуги разрушает газы, окружающие контакты, и образует вредные газы, такие как монооксид углерода, озон и т. Д. Это может повлиять на механическую прочность контакторов. Для контроля и гашения дуг принято несколько методов.

Как упоминалось ранее, дуги постоянного тока более серьезны по сравнению с дугами переменного тока. В контакторах постоянного тока используются магнитные дуги для распространения дуги в сторону специально разработанных дугогасительных камер и их гашения путем разделения. В контакторах, используемых в системах переменного тока низкого напряжения (690 В или меньше), атмосферный воздух, окружающий контакты, гасит дугу, а в приложениях среднего и высокого напряжения используются вакуумные контакторы, чтобы избежать риска возникновения дуги.

Несколько важных Использование IEC категорий ниже:

подразделяются на категории в зависимости от типа нагрузки (категории использования IEC — 60947), а также тока и номинальной мощности (размер NEMA).

• AC-1 : Неиндуктивный или слабоиндуктивный и резистивный тип нагрева нагрузки
• AC-2 : Запуск асинхронного двигателя с контактным кольцом
• AC-3 : Запуск и выключение двигателей с короткозамкнутым ротором во время работы
• AC-15 : Управление электромагнитами переменного тока.
• AC-56b : — Коммутация конденсаторных батарей
• DC – 1 : Неиндуктивный или слабоиндуктивный и резистивный тип нагрева нагрузки
• DC-2 : Запуск, толчковое переключение и динамическое отключение шунта постоянного тока двигатели
• DC-3 : Пуск, толчковый режим и динамическое отключение двигателей постоянного тока
• DC-13: Управление электромагнитами постоянного тока

Размер по NEMA

NEMA основан на максимальном продолжительном токе и номинальной мощности асинхронного двигателя, управляемого контактором.В стандарте NEMA контакторы имеют размер 00,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.

Мотор стартеры:

Контакторы используются в пускателях двигателя с прямым включением или звездой-треугольником вместе с тепловыми реле перегрузки или автоматическими выключателями защиты двигателя. Даже в наших домах его можно найти внутри пускателей насосов. Обычно в цепи статера двигателя они используются для переключения вместе с реле перегрузки и устройствами защиты от короткого замыкания.

Подробнее: Разница между перегрузкой и коротким замыканием

Коммутация конденсаторных батарей

В конденсаторных батареях переключающие контакторы конденсаторов используются для переключения конденсаторов в зависимости от требований к реактивной мощности.Контакторы для переключения конденсаторов специально разработаны для управления высокими переходными токами, образующимися во время переключения.

Управление освещением

также используются для включения уличного, коммерческого и жилого освещения. Они обычно используются в системах освещения с таймером. Также доступны контакторы защелкивающегося типа. В этом типе доступны две катушки, одна для открытия, а другая для закрытия. Замыкающая катушка замыкает контакты при возбуждении и прекращает подачу питания на катушку.Затем контакт удерживается замкнутым механически. Вторая катушка используется для размыкания контактов.

Контакторы выбираются исходя из следующего:

• Применение в соответствии с категорией использования IEC.
• Ток и напряжение нагрузки.
• Управляющее напряжение доступно — для выбора напряжения катушки.

Подробнее о размерах стартера DOL

Контактор можно проверить с помощью омметра, «разомкнут» он или «замкнут». Если сопротивление между входными и выходными клеммами бесконечно, то контактор размыкается, а если показание омметра равно нулю, это означает, что контакты замкнуты.

| Типы контакторов двигателя

Контакторы двигателя и Пускатели двигателей — это пилотные устройства, используемые для управления большими токовыми нагрузками. Для больших токовых нагрузок, таких как обогреватели, огни парковки и электродвигатели, требуется большой ток во время запуска. Чтобы избежать воздействия этих высоких токов на оператора и легкие устройства управления, такие как обычные домашние выключатели света, используются контакторы и пускатели двигателей. Подрядчики, как показано на рисунке 1, и пускатели двигателей, как показано на рисунке 2, напрямую подключаются к нагрузкам, которые должны управляться, как мощная лампа или трехфазный промышленный двигатель.Устройство управления или система управления используются для управления подрядчиком или пускателем двигателя.

Рис.1: Контактор двигателя

Рис.2: Пускатель двигателя с электронными перегрузками

Контакторы и пускатели двигателя содержат катушку с проволокой, обернутую вокруг сердечника из мягкого железа. При подаче напряжения на катушку пилотного устройства создается электромагнитное поле. Это электромагнитное поле используется пилотным устройством для включения и выключения нагрузок.Ток, используемый для питания катушки, намного меньше тока, необходимого для работы нагрузки. Это означает, что нагрузка может потреблять 30 А при запуске контактора или пускателя двигателя, но она будет управляться током, который составляет всего около 0,2 А или 200 мА. Безопаснее работать с низким током, чем с большим током, который потенциально может нанести вред оператору или оборудованию.

Контакторы и пускатели двигателей бывают разных размеров и номиналов, чтобы соответствовать широкому спектру приложений и операций.Применения могут варьироваться от пускателя, который используется для включения сверлильного станка, до контактора, который используется для управления электрическим котлом . Важно знать, что не только контактор или двигатель любого размера будет достаточным для работы с нагрузками; При работе с контакторами и пускателями двигателей специалисты по обслуживанию и установщики должны соблюдать инструкции по установке пилотных устройств. Один важный ориентир, который следует знать, — это сила тока обслуживаемой нагрузки. Это определит выбор правильного размера пилотного устройства NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) или IEC (Международная электротехническая коалиция).Также важно знать среду, в которой будет установлено устройство. Это гарантирует, что можно выбрать правильный корпус, чтобы избежать перебоев в работе пилотного устройства. Хотя эти пилотные устройства выполняют одну и ту же работу, они не могут выполнять одну и ту же функцию.

В следующем разделе подробно рассматриваются контакторы. Контакторы бывают двух видов: ручного и магнитного исполнения. Ручные контакторы и пускатели двигателей предназначены для работы с нагрузкой от среднего до низкого тока, когда оператору безопаснее находиться в непосредственной близости от нагрузки, которую необходимо включать и выключать.Магнитные контакторы и пускатели двигателей используются для автоматизации и дистанционного управления нагрузками, которые могут пропускать слишком большой ток для безопасной работы.

Ручные контакторы — это пилотное устройство, используемое для работы с нагрузками, которым не требуется защита от перегрузки, такими как нагревательные элементы, или с нагрузками, которые имеют внутреннюю защиту от перегрузки, такими как однофазные двигатели переменного тока. Ручные контакторы сконструированы с тумблером включения и выключения для управления подключенными к ним нагрузками, это означает, что требуется, чтобы кто-то физически нажал кнопку для подачи питания на нагрузки.Контакторы с ручным управлением лучше подходят для средних нагрузок, поскольку контакты, встроенные в блоки, способны выдерживать большой ток в течение длительного периода времени, по сравнению с обычным переключателем, который рассчитан на работу с более низким током и не может обрабатывать большое количество тока. ток в течение длительного времени.

Рис.3: Ручной контактор двигателя

Магнитные контакторы , как показано на рисунке 4, содержат соленоид, который представляет собой катушку из проволоки, обернутую вокруг или окруженную железным сердечником.Для работы магнитного контактора требуются два источника напряжения; один из источников — облегчить работу нагрузки (например, нагревателей или станков). Второе напряжение, необходимое для управления работой соленоида, известно как управляющее напряжение . Управляющее напряжение обычно ниже, чем в цепи электропитания, и поступает от управляющего трансформатора. Типичное напряжение, используемое для управления соленоидом, составляет от 24 В до 120 В переменного тока, но могут использоваться другие напряжения, в зависимости от конструкции, предпочтений и ситуации.

Рис.4: Контактор с магнитным двигателем

Магнитные контакторы выбираются на основе номинальной силы тока . Номинальная сила тока . — это сила тока, которую использует контакт из серебряного сплава для безопасной передачи и передачи электроэнергии без повреждения контакторов или электропроводки.

Контакторы также бывают разных физических конфигураций .Контакторы могут иметь один набор контакторов для однофазного режима, в котором один токопроводящий провод может замыкать или размыкать контактор, или два набора контактов, чтобы замыкать или размыкать два горячих проводника в однофазном режиме. Контакторы могут иметь до четырех наборов контактов, которые нормально разомкнуты, но могут быть изменены на нормально замкнутые в соответствии с определенным порядком работы. Все магнитные контакторы содержат соленоид с двумя выводами, расположение которых важно для обеспечения правильной работы контактора. Напряжение соленоида должно соответствовать управляющему напряжению, слишком высокое напряжение вызовет сгорание соленоида, и в результате контакты не смогут размыкаться или замыкаться. При слишком низком напряжении контактор не будет работать, потому что магнитное поле недостаточно сильное, чтобы втянуть якорь.

В промышленности используются два типа пускателей двигателей; они включают ручной пускатель двигателя и магнитный пускатель двигателя. Каждый пускатель выполняет одну и ту же функцию, которая заключается в включении или отключении линии питания, обслуживающей нагрузку, подключенную к управляющему устройству, и обеспечению защиты нагрузки от перегрузки. Разница между ручным и магнитным пускателем двигателя заключается в том, как они управляют включением и отключением питания нагрузки.

Ручной пускатель , , как показано на Рисунке 5, представляет собой контактор, который не включает катушку и действует больше как переключатель, чем контактор.Ручной пускатель двигателя состоит из оператора, который может включать в себя селекторный переключатель или набор кнопок, которые размыкают и замыкают контакты пилотного устройства. Название «Ручной пускатель двигателя» означает, что для управления контактами требуется кто-то, но перегрузочные контакты ручного пускателя двигателя автоматически управляют нагрузкой; в случае перегрева из-за механического отказа или высоких температур окружающей среды.

Рис.5: Схема ручного пускателя двигателя

Магнитные пускатели двигателя , как показано на Рисунке 6, представляют собой магнитные контакторы с блоком защиты от перегрузки, подключенным к клеммной стороне пилотное устройство.Магнитный пускатель двигателя используется чаще, потому что его можно использовать в операциях, требующих автоматического управления нагрузкой, а магнитный контактор можно активировать дистанционно с помощью устройств управления или с помощью комплекса операций устройства управления.

Рис.6: Схема электрических соединений магнитного пускателя двигателя

Магнитный пускатель двигателя имеет три линейных клеммы с маркировкой L1, L2 и L3. Здесь подача питания на пускатель двигателя. Клеммы в нижней части пускателя двигателя имеют маркировку T1, T2 и T3, которые также называют стороной нагрузки, которая подключается к обслуживаемой нагрузке.Для включения и выключения нагрузки катушка должна быть подключена к нормально замкнутому контакту перегрузки, который обычно подключается с помощью заводского провода, установленного на агрегате. Нормально замкнутый контакт не считается вспомогательным контактом; поэтому его нельзя использовать ни для чего другого в цепи управления. Магнитный пускатель двигателя также содержит нормально разомкнутый вспомогательный контакт, который подключается к системе управления, что позволяет включать и отключать магнитную катушку.Вспомогательные контакты будут иметь одну сторону, подключенную непосредственно к клемме магнитной катушки, которая иногда подключается к полевым устройствам, которые переключают работу магнитной катушки. При использовании устройств мгновенного управления для управления нагрузкой, подключенной к пускателю магнитного двигателя, противоположная вспомогательная нормально разомкнутый контакт используется для герметизации катушки пилотного устройства. Когда используется уплотнение, это называется трехпроводным управлением и пускателем двигателя.Когда уплотнение не используется, это называется двухпроводным управлением .

Общие сведения о режимах работы двигателя постоянного тока и методах регулирования скорости

Обычно эти двигатели используются в оборудовании, требующем некоторой формы управления вращением или движением. Двигатели постоянного тока являются важными компонентами многих проектов в области электротехники. Хорошее понимание работы двигателя постоянного тока и регулирования скорости двигателя позволяет инженерам разрабатывать приложения, которые обеспечивают более эффективное управление движением.

В этой статье мы подробно рассмотрим доступные типы двигателей постоянного тока, их режим работы и способы управления скоростью.

Что такое двигатели постоянного тока?

Как и двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока также преобразуют электрическую энергию в механическую. Их работа обратна генератору постоянного тока, который вырабатывает электрический ток. В отличие от двигателей переменного тока, двигатели постоянного тока работают от постоянного тока — несинусоидальной, однонаправленной мощности.

Базовая конструкция

Хотя двигатели постоянного тока имеют различную конструкцию, все они содержат следующие основные части:

• Ротор (вращающаяся часть машины; также известная как «якорь»)
• Статор (обмотки возбуждения, или «неподвижная» часть двигателя)
• Коммутатор (может быть щеточным или бесщеточным, в зависимости от типа двигателя)
• Полевые магниты (создают магнитное поле, которое вращает ось, соединенную с ротором)

На практике двигатели постоянного тока работают на основе взаимодействия между магнитными полями, создаваемыми вращающимся якорем, и магнитными полями статора или неподвижного компонента.

Принцип работы

постоянного тока работают по принципу электромагнетизма Фарадея, согласно которому проводник с током испытывает силу, когда помещается в магнитное поле. Согласно «правилу левой руки для электродвигателей» Флеминга, этот проводник всегда движется в направлении, перпендикулярном току и магнитному полю.

Математически мы можем выразить эту силу как F = BIL (где F — сила, B — магнитное поле, I — ток, а L — длина проводника).

Типы двигателей постоянного тока

делятся на разные категории в зависимости от конструкции. Наиболее распространенные типы включают щеточный или бесщеточный, постоянный магнит, последовательный и параллельный.

Щеточные и бесщеточные двигатели

В щеточном двигателе постоянного тока используется пара графитовых или угольных щеток, которые служат для отвода или отвода тока от якоря.Эти щетки обычно хранятся в непосредственной близости от коммутатора. Другие полезные функции щеток в двигателях постоянного тока включают обеспечение безискровой работы, управление направлением тока во время вращения и поддержание чистоты коллектора.

Бесщеточные двигатели постоянного тока не содержат угольных или графитовых щеток. Обычно они содержат один или несколько постоянных магнитов, которые вращаются вокруг фиксированного якоря. Вместо щеток в бесщеточных двигателях постоянного тока используются электронные схемы для управления направлением вращения и скоростью.

Двигатели с постоянными магнитами

Двигатели с постоянными магнитами состоят из ротора, окруженного двумя противоположными постоянными магнитами. Магниты создают поток магнитного поля при прохождении постоянного тока, который заставляет ротор вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки, в зависимости от полярности. Основным преимуществом этого типа двигателя является то, что он может работать на синхронной скорости с постоянной частотой, что позволяет оптимально регулировать скорость.

Двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой

последовательно соединены обмотки статора (обычно из медных стержней) и обмотки возбуждения (медные катушки).Следовательно, ток якоря и токи возбуждения равны. Сильный ток протекает непосредственно от источника питания в обмотки возбуждения, которые толще и меньше, чем в параллельных двигателях. Толщина обмоток возбуждения увеличивает грузоподъемность двигателя, а также создает мощные магнитные поля, которые придают серийным двигателям постоянного тока очень высокий крутящий момент.

Параллельные двигатели постоянного тока

Шунтирующий двигатель постоянного тока имеет якорь и обмотки возбуждения, соединенные параллельно. Благодаря параллельному соединению обе обмотки получают одинаковое напряжение питания, но возбуждаются отдельно.Шунтовые двигатели обычно имеют больше витков на обмотках, чем последовательные двигатели, что создает мощные магнитные поля во время работы. Параллельные двигатели могут иметь отличную регулировку скорости даже при переменных нагрузках. Однако им обычно не хватает высокого пускового момента серийных двигателей.

Контроль скорости двигателя постоянного тока

Существует три основных способа регулирования скорости в последовательных двигателях постоянного тока: регулирование магнитного потока, регулирование напряжения и регулирование сопротивления якоря.

1. Метод контроля потока

В методе управления магнитным потоком реостат (разновидность переменного резистора) соединен последовательно с обмотками возбуждения. Назначение этого компонента — увеличить последовательное сопротивление в обмотках, что снизит магнитный поток и, как следствие, увеличит скорость двигателя.

2. Метод регулирования напряжения

Метод переменного регулирования обычно используется в шунтирующих двигателях постоянного тока.Опять же, есть два способа управления регулированием напряжения:

• Подключение шунтирующего поля к фиксированному напряжению возбуждения при питании якоря разными напряжениями (также известное как управление несколькими напряжениями)

• Изменение напряжения, подаваемого на якорь (также известный как метод Уорда Леонарда)

3.