Ce este amortizarea electrică, bobinele și bobinele amortizorului

Amortizare — creșterea pierderilor de energie în sistem pentru a crește amortizarea oscilațiilor din acesta.

Amortizare mecanică

Amortizarea aplicată în aparatele de măsură pentru a reduce fluctuația săgeții indicatorului și în alte dispozitive. Amortizarea mecanică se realizează prin creșterea frecării sau creșterea rezistenței mediului în care se mișcă sistemul. De exemplu, un piston ușor este atașat la sistemul de rotație al dispozitivului, care se mișcă în tub, încetinind mișcarea sistemului în mișcare.

Dispozitivele electrice cu piese în mișcare au întotdeauna dispozitive de frânare într-o formă sau alta, deoarece mișcarea piesei în mișcare trebuie oprită undeva și depozitul de energie cinetică absorbit. În primul rând, în orice sistem în mișcare există forțe de frecare întotdeauna îndreptate împotriva mișcării.

Daca energia cinetica este mare, se apeleaza la dispozitive speciale de franare in care este absorbita excesul de energie cinetica.Într-o serie de dispozitive (de exemplu, în relee), dispozitivele de frânare sunt concepute nu numai pentru a absorbi excesul de energie cinetică a pieselor în mișcare (când se apropie de închidere pentru a evita un șoc puternic), ci și pentru a încetini acțiunea. a dispozitivului.

În primul caz, atunci când dispozitivul de frânare este proiectat doar pentru a absorbi excesul de energie cinetică la sfârșitul cursei, este de obicei numit dispozitiv tampon și, în majoritatea cazurilor, când acest dispozitiv începe să funcționeze, forța care mișcă părțile aparatul se oprește. În al doilea caz, dispozitivul de frânare acționează în timpul existenței forței de antrenare în aparat și este numit amortizor.

Amortizarea aparatelor electrice

Amortire electrică poate avea loc prin interacțiunea dintre câmpul magnetic și curenții induși în firele care se deplasează în acest câmp magnetic, deoarece conform legii lui Lenz în acest caz trebuie să existe întotdeauna o forță care să împiedice această mișcare. De exemplu, o placă mobilă din material conductiv este atașată la sistemul mobil al dispozitivului între polii unui magnet… În acest caz, în el apar curenți turbionari, a căror interacțiune cu câmpul magnetic încetinește mișcarea sistemului.

Bobine amortizoare — include circuitul magnetic care servește la amortizarea părții mobile a sistemului magnetic. De exemplu, astfel de spire de cupru sunt instalate pe circuitul magnetic al unui demaror magnetic sau al contactorului de la marginile planurilor de contact ale armăturii și miezului.

Orice electromagnet de curent alternativ are o forță de tragere care variază în timp și, în momentele în care fluxul magnetic trece prin zero, acesta este, de asemenea, zero.Această împrejurare duce la faptul că armătura electromagnetului nu poate fi stabilă în poziția sa finală, iar sub acțiunea forțelor opuse în regiunea fluxului zero, armătura și părțile asociate acesteia tind să se miște înapoi.

Forța în creștere rapidă a tragerii ancorei nu permite acestor părți să se separe de opritor pe o distanță semnificativă, dar se mișcă totuși pe o distanță scurtă. Ca urmare, părțile aparatului presate de ancora pe limitator nu sunt într-o poziție staționară, ci vibrează în timp cu forta de tragere a electromagnetului.

Aceasta determină zgomotul acestor piese, slăbirea mecanismului, uzura contactelor apăsate de electromagnet, zgomot și alte consecințe neplăcute. Una dintre măsurile comune pentru combaterea acestui fenomen este utilizarea unui scurtcircuit care acoperă o parte a secțiunii principale.

În acest caz, partea de flux care pătrunde în bobina scurtcircuitată nu coincide în fază cu cealaltă parte a fluxului și, prin urmare, valoarea zero a forței de tracțiune a fluxurilor nu coincide în timp. Ca urmare, un anumit electromagnet de curent alternativ nu va avea un moment în timp în care forța sa de tragere este zero și zdârnitul indicat va fi absent. De obicei, numărul de spire ale unui scurtcircuit este egal cu unul și este numit în consecință scurt circuit.

În unele modele de electromagneți de curent continuu, pe miez (sau pe armătură) este aplicată o înfășurare specială de scurtcircuit cu rezistență electrică scăzută.Acest lucru se face apoi pentru a încetini funcționarea electromagnetului: în prezența unei astfel de bobine, creșterea fluxului după pornirea bobinei sau a tensiunii și a fluxului după oprirea curentului este mai lentă decât fără o astfel de bobină.

Influența unei astfel de bobine se va reflecta nu numai atunci când armătura este staționară în timpul unui proces de flux instabil, ci și atunci când armătura se mișcă, atunci când, din cauza unei modificări a spațiului de aer, fluxul din electromagnet tinde să se modifice. Acest proces fizic se numește amortizare magnetică.

Utilizarea unei înfășurări suplimentare în scopul proceselor de amortizare într-un electromagnet de curent alternativ nu atinge obiectivele și, prin urmare, nu este utilizată.

Amortizarea magnetică este adesea folosită pentru a întârzia funcționarea și eliberarea releelor ​​electromagnetice și de sincronizare DC. Acest lucru încetinește creșterea și scăderea fluxului magnetic în miez. În acest scop, pe circuitul magnetic al releului sunt plasate scurtcircuite. Datorită acestei soluții tehnice, se obține o întârziere de 0,2 până la 10 secunde. Uneori, amortizarea magnetică se face nu prin utilizarea unui scurtcircuit, ci prin scurtcircuitarea bobinei de lucru a releului.

Relee electromagnetice cu amortizare magnetică: a — cu manșon de cupru; b — cu un inel de cupru în golul de lucru.

Există o serie de cazuri practice în care timpul de funcționare a electromagneților și a dispozitivelor electromagnetice (relee, demaroare, contactoare) trebuie să fie cât mai scurt posibil.În acest caz, prezența înfășurărilor în scurtcircuit, părți masive ale circuitului magnetic, cadre metalice ale bobinei și scurtcircuite formate din elemente de fixare și alte părți ale aparatului aflate pe calea fluxului sunt inacceptabile, deoarece acestea vor crește. timpul de funcționare a electromagnetului.

Amortizarea mașinilor electrice

Aproape toate motoarele sincrone, compensatoarele și convertoareleși multe generatoare sincrone cu poli saliente sunt echipate cu înfășurări de amortizare. În unele cazuri, acestea sunt utilizate din cauza efectului asupra stabilității sistemului, dar în cea mai mare parte sunt destinate altor scopuri. Cu toate acestea, indiferent de motivele utilizării bobinelor de amortizare, acestea afectează stabilitatea într-o măsură mai mare sau mai mică.

Practic, există două tipuri de bobine de amortizare: pline sau închise și incomplete sau deschise. În ambele cazuri, înfășurarea constă din tije așezate în caneluri pe suprafața stâlpilor, ale căror capete sunt conectate pe fiecare parte a stâlpului.

Cu o bobină de amortizare completă, capetele tijelor sunt închise cu inele care leagă tijele la toți polii. În înfășurarea incompletă, tijele sunt închise cu arce, fiecare dintre acestea conectând tijele la un singur pol. În acest din urmă caz, bobina de amortizare a fiecărui pol este un circuit independent.

Bobinele calmante complete sunt ca celule de veveriță ale rotoarelor de mașini asincrone, cu excepția faptului că în bobinele de amortizare barele sunt distanțate neuniform în jurul circumferinței rotorului deoarece nu există bare între poli. În unele modele, inelele de capăt sunt făcute din secțiuni separate care sunt prinse împreună pentru a facilita îndepărtarea stâlpului.

Bobinele amortizoarelor pot fi clasificate în funcție de rezistența lor activă. Bobinele cu rezistență scăzută produc cel mai mare cuplu la alunecare scăzută și bobinele cu rezistență ridicată la alunecare mare. Uneori se folosește o bobină cu amortizare dublă. Este format din bobine cu rezistență inductivă scăzută și mare. Bobinele duble de amortizare sunt folosite pentru a îmbunătăți caracteristicile de pornire ale motoarelor sincrone și să le fie mai ușor să se sincronizeze.

Scopul bobinelor de amortizare pentru mașini sincrone:

• Creșterea cuplului de pornire al motoarelor sincrone, compensatoarelor și convertoarelor;

• Preveniți balansarea. Bobinele de amortizare au fost mai întâi făcute în acest scop și, prin urmare, și-au primit numele;

• Suprimarea oscilațiilor rezultate din șocuri în timpul scurtcircuitării sau comutării;

• Prevenirea distorsiunii formei de undă a tensiunii de către o sarcină dezechilibrată, cu alte cuvinte — suprimarea componentelor armonice superioare;

• Reducerea dezechilibrului tensiunii de fază a bornelor cu sarcină dezechilibrată, i.e. reducerea tensiunii în secvență negativă;

• Prevenirea supraîncălzirii suprafeței stâlpilor generatoarelor monofazate prin curenți turbionari;

• Crearea unui cuplu de frânare în generator în cazul unor scurtcircuite asimetrice și reducerea acestui cuplu în exces;

• Crearea unui moment suplimentar la sincronizarea generatoarelor;

• Reducerea vitezei de recuperare a tensiunii în contactele comutatorului;

• Reducerea tensiunilor mecanice în izolația înfășurării câmpului în timpul curenților de aprindere în circuitul armăturii.

Generatoarele antrenate de motoare primare alternative tind să se clătinească din cauza cuplului pulsatoriu al motoarelor primare. Motoarele electrice care conduc sarcini cu cuplu pulsatoriu, cum ar fi compresoarele, tind, de asemenea, să oscileze.

Aceste leagăne se numesc „leagăne forțate”. De asemenea, este posibil ca „oscilații spontane” să apară atunci când mașinile sincrone sunt conectate printr-o linie în care raportul dintre rezistența activă și rezistența inductivă este mare.

Bobinele de amortizare cu rezistență scăzută reduc semnificativ amplitudinile oscilațiilor forțate și spontane.

Influența amortizarii (bobinelor amortizorului) asupra stabilității sistemelor electrice se manifestă prin faptul că acestea:

• Crearea unui moment amortizant (asincron) de succesiune directă;

• Creează un cuplu de frânare în secvență inversă în timpul scurtcircuitelor asimetrice;

• Prin modificarea impedanței secvenței negative, puterea electrică a secvenței pozitive este afectată de mașină în timpul scurtcircuitelor asimetrice.