Обзор существующих конструкций индукционно-динамических механизмов (стр. 3 из 3)

Рис. 8. Электродинамические и индукционно-динамические механизмы без МС

ЭММ без МС являются наиболее быстродействующими и простыми в изготовлении из всех рассмотренных. Эти ЭММ позволяют получить времена срабатывания, измеряемые единицами и долями миллисекунд, однако они имеют меньший КПД, чем ЭММ с МС. Электродинамические (рис. 8,а—в) и индукционно-динамические (рис. 8,г—д) механизмы без МС по принципу действия не отличаются от ЭДМ и ИДМ с МС. Они также могут обеспечивать оптимальное движение подвижных частей. Схемы питания этих ЭММ строятся с использованием тех же принципов, что и схемы питания ЭММ с МС (рис. 8). В схеме на рис. 9,а конденсатор разряжается одновременно на оба индуктора 1 и 3, имеющих собственную индуктивность L₁ и L₃. Пока диск 2, имеющий индуктивность L₂, находится вблизи индуктора 1, взаимная индуктивность М₁₂ намного больше взаимной индуктивности М₂₃. В результате эквивалентная индуктивность L_12э= L1— (M₁₂)²/L₂ измеренная на выводах катушки 1, намного меньше эквивалентной индуктивности L_32э=L₃—(М₂₃)²/L₂, измеренной на выводах катушки 3. Поэтому основная доля колебательного тока разряда конденсатора проходит по индуктору 1, вызывая перемещение диска 2. По мере приближения диска к индуктору 3 происходит перераспределение тока и основная доля тока начинает проходить по катушке 3, осуществляя торможение диска. В схеме (рис. 9,б) подключение тормозного индуктора 3 производится дополнительным ключом К2 в нужный момент времени, что приводит к переходу тока из индуктора 1 в индуктор 3.

Схема (рис. 9,в) иллюстрирует возможность последовательного соединения ускоряющего 1 и тормозного 3 индукторов. Из-за того что модуль производной взаимной индуктивности по перемещению

Рис. 9.Схемы ИДП без магнитной системы.

между индуктором 1 и диском 2 намного больше модуля производной , ускоряющее ЭДУ больше тормозящего . По мере приближения диска к индуктору 3 возрастает значение и уменьшается значение . Соответственно преобладающим становится тормозящее ЭДУ, что и вызывает уменьшение скорости диска.

Одним из наиболее распространенных типов ИДМ является ИДМ с диском. Основное их достоинство в том, что подвижный элемент 2 (диск) не связан с катушкой-индуктором 1 (рис. 10). В связи с этим механическая износостойкость индукционно-динамических механизмов (ИДМ) может быть весьма высокой. Источником энергии ИДМ служит, как правило, емкостный накопитель энергии (ЕНЭ).

В быстродействующих электрических аппаратах ИДМ может воздействовать как на пусковые устройства, так и непосредственно на силовые контакты.

Рис. 10. Индукционно-динамический механизм

Например, на рис. 11 подвижная система состоит из диска 5, скобы 6 и уравновешивающего груза 8. Подвижная система в исходном положении удерживается пружиной 4, прижимающей диск 5 к изоляционной прокладке 7, закрывающей катушку-индуктор Катушка установлена в стенке 2 выключателя. При срабатывании ИДМ диск проходит путь х и сбивает защелку 3, удерживающую пружину включения во взведенном положении.

В высоковольтных аппаратах ИДМ может приводить в движение силовые контакты (рис. 12). Катушка-индуктор 3 закреплена в корпусе 2. При разряде на нее ЕНЭ фланец 4 подвижного контакта отталкивается от катушки и подвижный контакт отходит от неподвижного Так как контакты находятся в среде сжатого газа, то сразу же при размыкании контактов через их полости 5 начинается дутье, способствующее гашению дуги.

Рис. 11. ИДМ в низковольтных быстродействующих выключателях

Рис. 12. ИДМ в качестве привода контактов

ВЫВОДЫ

В данном реферате были рассмотрены различные варианты конструкций электромагнитных (ЭММ), электродинамических (ЭДМ) и индукционно-динамических механизмов (ИДМ), которые используются в качестве приводов электрических аппаратов. К таким вариантам относятся конструкции с магнитной (МС) постоянного, переменного тока, а также поляризованные ЭММ. Также были рассмотрены ЭММ без МС, которые обладают более высоким быстродействием по сравнению с ЭММ с МС. Рассмотрены конструкции ЭММ с вращательным, поступательным движением якоря, а также с несколькими типами МС: клапанного, прямоходового и с втягивающимся якорем (как подвижные, так и неподвижные).

Достоинством поляризованных ЭММ является относительно высокое КПД и быстродействие. Также данные ЭММ допускают импульсное управление, что позволяет пропускать ток управления не длительно, а в течении малого промежутка времени.

Основной акцент был сделан на ЭММ без МС, к которым относятся широко применяемые в электроаппаратостроении элекродинамические и индукционно-динамические механизмы ЭДМ и ИДМ, являются механизмами импульсного действия. ЭММ без МС являются наиболее быстродействующими и простыми в изготовлении из всех рассмотренных. Эти ЭММ позволяют получить времена срабатывания, измеряемые единицами и долями миллисекунд и получили наиболее широкое распространение, несмотря на более низкий КПД, чем ЭММ с МС.

В быстродействующих электрических аппаратах ИДМ может воздействовать как на механизм, так и непосредственно на силовые контакты.

Рассмотрены так же электрические схемы подключения катушки ИДМ к накопителю энергии.

Проведенный обзор позволяет сделать следующие выводы:

· Наиболее эффективными являются конструкции приводов с накопителем энергии;

· Несмотря на более низкий КПД, более быстродействующими являются приводы без магнитной системы;

· Среди приводов без магнитной системы наиболее надежными являются индукционно-динамические приводы;

· С точки зрения наименьшего времени срабатывания, наиболее эффективными являются ИДМ, воздействующие непосредственно на силовые контакты выключателя;

· Наибольшие электромагнитные усилия обеспечивает электрическая схема, использующая колебательный разряд емкостного накопителя энергии.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Оптимизация динамический-динамического-индукционно-динамического розчеплювача с целью повышение струмообмежуючої способности быстродействующих автоматических выключателей: Автореф. дис... канд. техн. наук : 05.09.01 / О.Г. Среда / Нац. техн. ун-т "Харк. політехн. ін-т". - Х., 2002. - 18 с. - укp.

2. Влияние криогенного охлаждения на параметры линейного индукционного двигателя ударного действия: Автореф. дис... канд. техн. наук: 05.09.01 / Ель-Юссеф Ібрагім Мослех / Харьковский держ. политехнический ун-т. - Х., 1999. - 19 с. - укp.

3. Энергоэффективные схемы питания индукторов для электромагнитного воздействия на металлические расплавы / Сарапулов Ф.Н., Сарапулов С.Ф., Федонов С.В. Труды Международной НТК 12-е Бенардосовские чтения, 01.06.05-03.06.05, Иваново. С. 15.

4. Исследование электромагнитных и тепловых процессов индукционного МГД-насоса / Сарапулов Ф.Н., Сарапулов С.Ф., Сокунов Б.А. Труды международной НТК KORUS-05, 26.06.05-02.07.05, Новосибирск. С.

5. Формирование режимов работы линейного индукционного магнитогидродинамического насоса / Ф.Н. Сарапулов, С.Ф. Сарапулов, Б.А. Сокунов. Там же. С. 121-124.