Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Разумеется, увеличения быстродействия можно достигнуть простым увеличением питающего напряжения, но это может вызвать недопустимое увеличение перегрева обмотки.

Перегрев обмотки G обычно определяется по уравнению теплового баланса (68), которое в данном случае должно быть представлено в виде

7(ТТ = 5 reg; (128)

поскольку медная обмотка должна рассматриваться как терморезистор с температурным коэффициентом а, непосредственно подключенным к источнику постоянного тока напряжением IJ..

Рис. 78. Схемные способы изменения быстродействия реле постоянного тока:

а - исходная схема; б и в- ускоряющие схемы; г - за медляющая схема

Следует иметь в виду, что приведенное выражение дает среднее значение температуры. Фактически же внутренние витки обмотки перегреты сильнее внешних.

Ускоряющая схема, приведенная на рис. 78, в, дает еще более высокий результат, так как зарядный ток конденсатора С кратковременно форсирует обмотку. Действие конденсатора наиболее эффективно при критическом режиме заряда, но переход в колебательный режим допускать нельзя. Включение конденсатора согласно рис. 78, г вызовет замедление срабатывания, так как в первые моменты конденсатор как бы шунтирует обмотку.

Как правило, конструктивные способы, уменьшающие время срабатывания, будут уменьшать и время отпускания.

5. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ

При использовании электромагнитных реле и датчиков может возникнуть необходимость в установлении зависимостей между самыми различными величинами, характеризующими работу реле и датчиков в переходном режиме.

Все необходимые динамические характеристики можно найти совместным решением следующих четырех уравнений:

1) уравнения зависимости тока в обмотке от времени

2) уравнения тяговых характеристик

Fr = ti а, X); (130)

3) уравнения механической характеристики

= /2 {ХУ, (131)

4) уравнения движения подвижных частей под действием разности тяговых и противодействующих усилий

fy -f = /n- + 9-+ 9cSign (-j, (132)

где m - масса подвижных частей, приведенная к месту отсчета перемещения X; q - коэффициент, характеризующий вязкое трение; qc - коэффициент, характеризующий сухое трение; направление усилия, определяемого этим коэффициентом, зависит от знака sign скорости, величина же усилия полагается не зависящей от скорости. Однако даже при введении существенных допущений, вплоть до пренебрежения насыщением стали, совместное решение этих уравнений из-за нелинейности части из них может быть проведено только методами числового интегрирования.

6. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Общий характер зависимости тока в обмотке реле от времени при подключении реле к источнику постоянного тока напряжением и показан на рис. 79. Характер этой зависимости можно найти, если уравнение (108) представить в виде

г, . , dUL) . , , di , . dL dX /ioo\

= +-1Г = - + ЧГ + 1X ЧГ

причем промежутку времени до начала движения якоря соответствует уравнение

Вследствие большой величины начального воздушного за-. зора магнитная система реле при неподвижном якоре обычно не насыщена и, если пренебрегать действием вихревых токов, индуктивность обмотки реле в этих условиях можно считать постоянной.

Поэтому ток в обмотке до значения тока срабатывания /pg нарастает по экспоненте

трог Д

- установившееся значение тока;

трог-----постоянная времени обмотки при трогании.

Если не учитывать явлений гистерезиса и действия вихревых токов, то ток в обмотке и магнитный поток, а следовательно, и тяговое усилие будут связаны однозначно. Отсюда, полагая i = Ipae, а начальные условия нулевыми, находим время трогания

трое

у сраб

(134)

где в соответствии с выражением (96)

L = шЮд.

трог

Рис. 79. Изменение тока в обмотке реле при подключении реле к источнику постоянного тока

По достижении значения тока срабатывания (точка а на рис. 79) начинается движение якоря и в обмотке наводится дополнительная э. д. с. [последний член правой части выражения (133)], обусловленная изменением индуктивности обмотки при движении якоря и действующая навстречу сетевому напряжению. Наблюдающееся при этом уменьшение тока будет тем более сильным, чем быстрее движется якорь. По окончании движения (точка Ь) ток опять начинает нарастать по закону экспоненты, но с большей постоянной времени Т, соответствующей новой (большей) индуктивности притянутого якоря Lk- Строго говоря, при притянутом якоре уже нельзя пренебречь насыщением магнитной системы и потому =h const и нарастание тока от точки Ь до установившегося значения происходит по закону более сложному, чем экспоненциальный. Однако в данном случае нас интересует уже другой промежуток времени - время движения teg, для определения которого требуется совместное решение всех четырех исходных уравнений.

Рассмотрим здесь весьма простой приближенный метод определения времени срабатывания, предложенный Н. А. Лифши-цем.