Что сделать чтобы не подгорали контакты

Подгорает выключатель.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

220 самое простое решение. Если контактная группа выбрана на 3-4 номинала тока, то контактор может работать длительно как оперативный орган управления.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

ну так и нет задачи то, чтоб одновременно все включались.

Да релюхи поставить, как скив сказал, и проблемы нет.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Можно поэксперименовать с оптоуправляемыми симисторами.
Нет?

На каждый блок свой симистор, а выключатель в цепи управления.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Решение очень простое.
Вариант разделяй и властвуй. Ставиться один радиовыключатель и по зонно 6 радиорелейных.

Вариант номер два у меня есть 16 ам выключатель, все выключатели 10 ам. Тут только эксплуатацией выяснить возможно как это долго будет работать.

Вариант 4 использования твердотелок. Но тоже стоит вопрос с переделываем коммуникаций.

Источник

Глава 3. КОНТАКТНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЛЕ

Основные причины искрения

Чтобы ответить на вопрос, почему и при каких обстоятельствах возникает электрическая искра, выясним, какие процессы лежат в основе искрообразования. Собственно говоря, их немного – всего два:

Существует ещё несколько факторов усиливающих процесс искрения. Это износ, превышение значений токов коммутации, ослабление пружин или уменьшение упругости пластин и некоторые другие.

Для лучшего понимания причин искрения рассмотрим более детально физику процесса. Начнём с понятия искры.

Из школьного курса физики известно, что между проводниками, на которых образовались электрические заряды, происходит ионизация воздушного пространства. По нему в определённый момент протекает ток. Если поддерживать разницу потенциалов на определённом уровне, то образуется электрическая дуга, с огромным тепловым излучением. Примером может служить работа сварочного аппарата.

Известно, что заданным током электрическую дугу можно зажечь лишь на определённом расстоянии между электродами. Чем больше разница потенциалов, тем больший промежуток, на котором происходит образование дугового электротока.

Искра – это частный случай кратковременной электрической дуги. Для этого явления справедливы утверждения приведённые выше. Отсюда вывод – для недопущения процесса искрообразования необходимо устранить причины, вызывающие зажигание электрической дуги. В частности, при разомкнутом или замкнутом положении контактов искрение прекращается по причине исчезновения условий для существования тока в ионизированном пространстве.

А теперь остановимся вкратце на процессах, вызывающих искрение в коммутационных устройствах.

Дребезг контактов

Когда катушка реле замыкает электрическую цепь или разрывает контакт, он под действием упругих сил несколько раз отскакивает. В определённые моменты расстояние между контактами оказывается настолько маленькое, что создаются условия для электрического пробоя. Поскольку процесс дребезга длится лишь доли секунды, то образуется именно искра, которая исчезает в положении замкнутого контакта. Искрение прекращается также в том случае, когда цепи полностью разомкнуты.

Влияние индуктивных цепей

Из формулы видно, что ЭДС пропорциональна скорости изменения силы тока. Поэтому, при мгновенном расхождении контактов её величина резко возрастает. Кроме того, на ЭДС самоиндукции влияет индуктивность коммутируемого устройства. В частности, такой принцип коммутации использовался в старых моделях автомобилей. Контакты прерывателя с огромной скоростью разрывали цепь катушки индуктивности, в результате чего на электродах свечей зажигания напряжение достигало десятки киловольт.

В нашем случае напряжение разрыва, конечно же, значительно меньше, однако его вполне достаточно для образования искры. Заметим, что определённой индуктивностью обладают даже обычные провода. Поэтому искрение возможно при отключении нагрузки, находящейся в конце длинных линейных цепей.

Прочие причины искрения

Выше упоминалось о том, что усилить искрение могут различные факторы, связанные с эксплуатацией коммутационных устройств. В данном разделе мы рассмотрим, что происходит под действием некоторых факторов:

Заметим, что в электродвигателях постоянного тока искрят щетки. В оптимальном режиме работы мотора искрение незначительное. Но при перегрузках или в случаях междувитковых замыканий происходит значительное искрообразование, разрушающее коллектор. Похожее явление происходит при плохом прижимании щёток или в результате засорения промежутков между пластинами коллектора.

На рисунке 1 изображен якорь с подгоревшим коллектором.

Рис. 1. Подгоревший коллектор

Искрение наблюдается, когда вставляют в розетку вилки шнуров, во время подключения мощных электроприборов. Явление усиливается, если штырьки штепселя не соответствуют гнезду розетки.

Последствия, к которым приводят плохая коммутация в розетке, показаны на рис.2.

Рис. 2. Последствия плохой коммутации

Виды ТТР

Твердотельные реле по устройству и принципу работы можно разделить на следующие разновидности:

Кроме того, стандартной опцией для коммутации переменного напряжения является переключение в момент перехода через ноль.

Выше уже было фото ТТЛ, у которого вход – постоянное напряжение, выход – переменное (АС-DC). Вот ещё какие реле у меня есть сейчас под рукой:

SSR OMRON DC-DC. Вход – постоянное напряжение до 24 В, выход – тоже постоянное, до 200 В

SSR FOTEK DC-DC – твёрдотельные реле постоянного тока

Этими двумя моделями реле удобно коммутировать нагрузку с постоянным напряжением 24 Вольта, когда управляющий сигнал (тоже 24 В) приходит с выхода контроллера или с датчика. Можно сказать, что это такие компактные усилители тока. Причем коэффициент усиления при этом – около 1000, поскольку ток управляющей цепи – менее 10 мА.

Дальше-больше. Ниже показано трехфазное твердотельное реле. На его входы R, S, T подается три фазы 380В, а с его выходов U, V, W напряжение подается на асинхронный двигатель или трехфазный ТЭН.

Fotek 3 phase. Трехфазное твердотельное реле

Это реле работает (по результатам работы) примерно, как магнитный пускатель с катушкой 24 VDC.

Как подключить электродвигатель через магнитный пускатель – подробно расписано на СамЭлектрике здесь.

Управляющие контакты показаны поближе:

Fotek 3 phase. Входные управляющие контакты

Видите на фото, под управляющие контакты предусмотрено ещё одно место, которое в данном случае не используется? На этом месте у другой модели подается сигнал реверса. То есть, при подаче на один вход фазы через реле коммутируются для прямого вращения двигателя, при подаче на другой вход – для обратного.

Кто не в курсе – прямое вращение – это когда двигатель крутится по часовой стрелке, если смотреть ему “в зад”. Как поменять направление вращения двигателя – поменять местами любые две фазы.

По теме рекомендую почитать мою статью по трем фазам и отличии трехфазного питания от однофазного.

Трехфазные реле с реверсом бывают с коммутацией двух фаз, третья подключена к двигателю постоянно.

А теперь представьте, столько места занимает и сколько шума при работе создает обычное реверсивное реле на такой ток? То-то и оно!

Вот такое же ТТЛ, но помощнее и с управлением от переменки 220В.

Fotek TSR-40AA-H 3 phase 40A

Вроде всё, пишите, у кого какой опыт по применению!

Вот нарыл в свободном доступе файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:
• Твердотельные реле Фотек / Твердотельные реле Фотек. Руководство пользователя. Рассмотрена вся линейка Fotek, даны рекомендации по применению и схемы включения., pdf, 757.78 kB, скачан: 3365 раз./ • Твердотельные реле – устройство и принцип работы / Подробно изложено, как устроены и работают твердотельные реле, приведены схемы включения, и т.п. Автор, отзовись!, pdf, 414.19 kB, скачан: 3781 раз./

Последствия

Искрение контактов не проходит бесследно. Возникают побочные следствия, сокращающие срок службы коммутирующих устройств:

Пригоревшие контакты могут залипать, вследствие чего нарушается работа электрооборудования. Если такая неприятность случится в защитных коммутирующих устройствах, это может привести к непредсказуемым ситуациям.

Способы устранения

Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.

Изначально поверхность контактов делают очень гладкой для лучшего прижатия их друг к другу. Но в процессе эксплуатации искрение разрушает напыление, вследствие чего появляются шероховатости. Для восстановления работоспособности достаточно отшлифовать поверхность нулёвкой. Если покрытие серебряное – лучше использовать деревянную пластинку, а когда контакт сгорел, то он подлежит замене.

Возможна ситуация, когда искрит замкнутый контакт. Причиной может быть сильное его выгорание или потеря упругости пластины, которая разрывает контакт. Можно попытаться временно восстановить работоспособность реле путём шлифования или попытаться восстановить изгиб пластин.

Мы рассмотрели примеры устранения последствий искрения. Но существует ряд эффективных способов борьбы с причиной этого явления. Остановимся на некоторых из них:

Метод с применением схем для подавления искрения довольно эффективен и не дорогой. При желании каждый, хоть немного разбирающийся в электротехнике человек, может самостоятельно изготовить искрогасящую цепь.

Для гашения искрообразования в индуктивных цепях постоянного тока достаточно установить диод параллельно нагрузке. При этом катод диода необходимо подключить к положительному, а анод соединить с отрицательным полюсом.

На рисунке 3 изображены схемы, объясняющие действие шунтирующего диода. Обратите внимание на то, как индукционный ток рассеивается на диоде, не попадая на коммутационное реле (позиция С).

Рис. 3. Схемы объясняющие действие шунтирующего диода

Для переменного тока устанавливают шунтирующую искрогасительную RC цепь. Накопленная энергия рассеивается на переходном сопротивлении, а не на контактах. Ёмкость шунтирующего конденсатора можно вычислить по формуле: Cш = I2/10, здесь I — рабочий ток нагрузки, а 10 – условная постоянная, позволяющая производить расчёты для простых схем RC цепей.

Сопротивление резистора находим [ ]: Rш = E0 / (10*I*(1 + 50/E0)), где E0 – ЭДС (напряжение) источника питания, I – сила рабочего тока нагрузки, цифра 50 –стандартная частота переменного ток в электросети. Также пользуются для подбора параметров номограммой ниже.

По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления резистора R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

Рис. 4. Номограмма
Сама типовая схема искрогасительной RC цепи изображена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема искрогасительной RC цепи

Защита контактов от искрения – лучший способ продлить срок службы коммутирующего устройства. Применив несложную схему можно успешно решить задачу, связанную с искрением.

Глава 3. КОНТАКТНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЛЕ

3.1 Требования к контактам

Контакт реле состоит из двух элементов, выполненных из слабо окисляющего материала (в основном металла) с хорошей проводимостью, которые в виде наклепок укреплены на упругих пружинах. При срабатывании реле якорь перемещает одну из пружин и контакт замыкается или размыкается. Слово контакт имеет латинское происхождение – contactus (прикосновение).

Контакт это самый ненадежный элемент в конструкции реле, поскольку в процессе работу реле многократно механически замыкается и размыкается. При этом изменяется контактное сопротивление и изнашиваются контактные поверхности. При протекании тока контакт нагревается, металл окисляется (коррозия). На контактной поверхности образуется оксидная пленка. Ее толщина со временем увеличивается, что ведет к росту сопротивления контактов R0 (рис. 3.1). При этом, однако, увеличиваются падение напряжения на контакте, его температура и градиент электрического поля в пленке. Совместное действие эти факторов приводит к разрушению пленки и сопротивление контакт падает до значений, близких к исходным. Затем этот процесс повторяется. Если оксидная пленка оказывается достаточно прочной, сопротивление контакта может возрасти до недопустимых значений.

Износ контакта вызывается механическими и электрическими факторами. Механический износ происходит вследствие трения при скольжении, вибрации и ударах контактных поверхностях при замыкании. Электрические разряды (искра, дуга), которые возникают при размыкании и замыкании, приводят к физическому разрушению (эрозия) контакта вследствие плавления, испарения и распыления материалов. Эрозия вызывает перенос металла с одного контакта на другой, в результате чего на одном контакте образуется нарост, а на другом – кратер. Это может привести к свариванию контактных поверхностей. Эрозия зависит от параметров коммутируемой электрической цепи и особенно ярко выражена при постоянном токе.

Рис. 3.1. Изменение сопротивления контакта в процессе эксплуатации

К контактам реле I класса надежности предъявляют следующие требования. В замкнутом состоянии переходное сопротивление контактов R0 должно быть как можно меньшим. Это обеспечивается подбором материалов с хорошей проводимостью и значительным контактным нажатием Рк (сила сжатия пружин). У фронтовых контактов (графит – серебро) R0 ≤ 0,3 Oм и Рк ≥ 0,294 Н, у тыловых контактов (серебро – серебро) R0 ≤ 0,03 Oм и Рк ≥ 0,147 Н.

Необходимо чтобы в разомкнутом состоянии сопротивление контакта было равно бесконечности. Это обеспечивается наличием межконтактного воздушного промежутка 1 – 3 мм и изоляцией контактных пружин.

Стойкость к коррозии и эрозии обеспечивается подбором соответствующих материалов, герметизацией контактов, выбором оптимальных параметров коммутируемых цепей и применением искрогасящих схем.

Время дребезга (многократное замыкание и размыкание) контакта при его замыкании должно быть не более 20 мс. Это обеспечивается подбором толщины (0,2 – 0,5 мм) и упругости контактных пружин. Для их изготовления используют фосфористую бронзу с модулем упругости Е = 11∙ 104 Н/мм2 и нейзильбер с модулем Е = 12 ∙ 104 Н/мм2.

Замкнутые контакты не должны размыкаться при вибрации с частотой синусоидальных колебаний от 10 до 20 Гц с ускорением не более 0,6g, а также при вибрации с частотой 22-50 Гц и ускорением не более g в вертикальном направлении по отношению к положению якоря и горизонтальном – в направлении движения якоря.

Необходимо чтобы замкнутые контакты длительно выдерживали ток нагрузки 3 А без изменения их электрических и механических параметров. При токах до 6 А не должно возникать опасных отказов.

Контакты должны обеспечивать не менее 107 замыканий без токовой нагрузки; не менее 3ּ106 замыканий при токе 50 мА и напряжении 24 В, не менее 1,5ּ106 замыканий при токе 2 А и напряжении 24 В постоянного тока или при 0,5 А и напряжении 220 В переменного тока.

3.2. Виды и конструкция контактов

Поскольку реле может иметь несколько контактных групп (тройников), то для придания им адреса используют двухзначное обозначение. Первая цифра указывает номер тройника (максимально восемь тройников у реле НМШ1), а вторая цифра – тип контакта в тройнике. Общий контакт обозначают цифрой 1, фронтовой контакт – 2, тыловой контакт – 3. Например, число 42 определяет фронтовой контакт четвертого тройника.

В зависимости от характера работы в схемах выделяют пять видов контактов:

Рис. 3.2. Виды контактов

— замыкающий, нормально разомкнутый, фронтовой контакт замкнут, когда реле под током (рис. 3.2, а); он используется для включения нормально выключенной нагрузки;

— размыкающий, нормально замкнутый, тыловой контакт замкнут, когда реле без тока (рис. 3.2, б); он служит для выключения нормально включенной нагрузки;

— переключающий контактный тройник (рис. 3.2, в) предназначен для переключения нагрузки с одной цепи питания на другую (при этом происходит кратковременный разрыв цепи на время перелета контакта);

— при притяжении якоря реле у переключающего с безобрывным переключением мостового контакта (рис. 3.2, г) сначала замыкается фронтовой контакт, а затем размыкается тыловой; а при отпускании якоря сначала замыкается тыловой контакт, а затем размыкается фронтовой; он используется для переключения нагрузки с одной цепи питания на другую без размыкания цепи;

— у переключающего контакта поляризованного реле (рис 3.2, д) принято трехзначное обозначение, причем первая цифра всегда 1. Цифра 2 присвоена нормальному контакту (замкнут при прямой полярности тока в обмотке реле), цифра 3 – переведенному контакту (замкнут при обратной полярности тока).

— усиленный (рис. 3.2, е) и усиленный контакт с магнитным искрогашением (рис 3.2, ж) предназначены для коммутации цепей большой мощности.

Рис. 3.3. Схема воздействия якоря на контактную схему: 1 – планка; 2 – якорь; 3 – тяга; 4 – упор; 5 – рамка; 6 – стойка; 7 – штифт

В реле с поворотным якорем существует несколько способов воздействия якоря на контактную схему. Простым по конструкции является способ управления с помощью планки 1 из пластмассы или гитенакса (рис. 3.3, а). Один конец планки взаимодействует с пружиной общего контакта, а другой – с якорем 2. этот способ используется в реле КДР, РПН, РКН. В реле I и II классов надежности НШ, НМШ, ПМПШ, КМШ применяется контактная тяга с двумя штифтами (рис. 3.3, б), с помощью которых перемещается пружина общего контакта. Этот способ отличается высокой надежностью. Наименьшее число контактных пружин требует конструкция, когда пружина общего контакта крепится непосредственно на якоре с помощью специального упора 4 (рис. 3.3, в) и перемещается вместе с ним (реле НР, ИМВШ, РЭС). Рамочный способ управления контактами (реле РЭЛ) (рис. 3.3, г) обеспечивает одновременность замыкания и размыкания контактов, а также постоянство контактного нажатия без регулировки контактных пружин. В зарубежных реле часто используют способ (рис. 3.3, д), когда на специальной стойке 6 укрепляют цилиндрические штифты 7, которые замыкают тыловой 1 – 2 и фронтовой 3 – 4 контакты.

В зависимости от формы контактных поверхностей контакты бывают точечные, линейные и плоскостные. Точечные контакты применяют для коммутации цепей малой мощности до 35 Вт. Они образуются соприкосновением плоскости с конусом (рис 3.4, а) или с полусферой (рис 3.4, б), полусферы с полусферой (рис. 3.4, в). Для большей надежности часто применяют двойные контакты на концах расщепленной по длине контактной пружины (рис. 3.4, г).

Точечные контакты изготавливают из серебра, золота, платины, палладия и их сплавов. Наибольшее применение имеет серебро, которое имеет высокую электропроводность и теплопроводность, невысокую стоимость и легко обрабатывается. Используют технически чистое серебро марки Ср999 и сплавы серебра с медью (10%). Золото не окисляется и является наилучшим материалом для контактов, работающих при низких напряжениях и малом контактном нажатии. Однако оно имеет небольшую твердость и легко сваривается, поэтому используют сплав золота, серебра и платины. Платина имеет высокую температуру плавления и хорошую устойчивость к коррозии и эрозии, но высокую стоимость. Применяют сплавы платины с иридием (10%), родием (10%) и осмием (7%). Палладий по своим свойствам близок к платине, но значительно дешевле. Сплавы палладия с серебром (40%) и медью (40%) отличаются повышенной твердостью.

Рис. 3.4. Варианты формы контактов

Линейные контакты используют для коммутации цепей мощностью до 150 Вт и образуются при соприкосновении цилиндра или полуцилиндра с плоскостью. Для линейных контактов реле АР, НМШ и НР (рис. 3.4, д-ж) используют серебро, вольфрам, граффито-серебряные смеси, металло-керамические сплавы. Вольфрам отличается большой твердостью, устойчивостью к механическому износу, высокой температурой плавления и долгостойкостью. Контакты из вольфрама имеют большой срок службы, но обладают большим переходным сопротивлением. Металлокерамические сплавы имеют большую твердость, хорошую долгостойкость и малое переходное сопротивление. Они получаются при спекании порошков двух не сплавляющихся между собой металлов. Наибольшее распространение получили композиции: вольфрам – серебро (ВС-30), серебро – никель (НС-70), серебро – кадмий (СрКд86-14). Смесь графита с серебром (3-4%) используют в реле I класса надежности НР, НШ, НМШ, РЭЛ для получения не свариваемых фронтовых контактов (см. рис. 3.3, е, ж). Однако при этом увеличивается переходное сопротивление контакта (до 0,3 Ом), так как удельное электрическое сопротивление графита (0,7ּ10-3 – 1ּ10-2 Омּсм) в 400-6000 раз больше чем у серебра.

Плоскостные контакты применяют для коммутации мощных цепей (до 2000 Вт). Они образуются при соприкосновении двух параллельных плоскостей (рис. 3.4, з, и). В качестве материалов используют вольфрам, уголь, графит, красную медь, металлокерамические сплавы (СрКд86-14). Красная медь имеет хорошую электропроводность и невысокую стоимость, но быстро окисляются. Поэтому конструкции контактов из меди должны быть самоочищающимися. Например, на рис. 3.4, и показан контакт, “врубающийся” с большим усилием.

3.3. Теория контактных групп

Контакты работают в 3-х режимах:

— работа в замкнутом состоянии;

Наиболее сложным и ответственным является режим замыкания контактов.

3.3.1. Замыкание контактов и работа в замкнутом состоянии

Переходное сопротивление контактов

где Rc – сопротивление стягивания; Rпл – сопротивление пленки.

Даже хорошо отполированные контактные поверхности соприкасаются в одной или нескольких выступающих контактных точках (площадках). Их диаметр измеряется микронами и в тысячи раз меньше общей площади соприкосновения контактов. Линии тока, проходящего через контакт, искривляются и стягиваются к этим площадкам, сопротивление которых называют сопротивлением стягивания:

где ρ – удельное сопротивление материала контактов; a, n – соответственно радиус и число контактных площадок.

По формуле Герца для контакта сфера – плоскость (см. рис. 3.4, б) радиус контактной площадки из серебра

где Рк – контактное нажатие; r – радиус сферы контакта; E – модуль упругости материала.

Таким образом, сопротивления стягивания зависит от материала и формы контактов, а также от силы их сжатия. С увеличением контактного нажатия возрастает число и площадь контактных площадок и уменьшается сопротивление R0.

Сопротивление R0 зависит от сопротивления тонких поверхностных пленок Rпл, которые образуются на контактах. Например, на поверхности серебра в атмосфере могут образоваться окись серебра Ag2O, азотнокислое серебро AgN3 и сульфидная пленка Ag2S. Толщина пленок мала и измеряется в ангстремах (10-8 см), а сопротивление примерно 0,5 — 1,5 Ом. При замыкании контакта пленки на контактных площадках часто разрушаются, а их сопротивление уменьшается под действием протекающего тока нагревания.

В момент замыкания контактов при малых расстояниях (примерно 10-5 см) из-за большого градиента напряжения возникает автоэлектронная эмиссия и между контактами загорается искра. Это разрушает контакты. Однако в следующий момент она гаснет, так как контактные поверхности соприкасаются. После первого соприкосновения (удара) контакты могут разойтись, и искра возникнет снова, что вызывает дребезг, который ведет к износу контактов.

3.3.2. Размыкание контактов

При размыкании контакта уменьшается площадь соприкосновения от S0 для нуля и увеличивается переходное сопротивление от R0 до ∞. Пусть контакт коммутирует индуктивную нагрузку (реле) (рис. 3.5, а), где L,R – индуктивное и активное сопротивления обмотки реле.

Для момента размыкания цепи уравнение баланса напряжений:

где uк – напряжение на контакте.

Рис. 3.5. Схема размыкания контакта и графики изменения напряжения и тока

Предположим, что имеется дуга. Тогда уравнение (3.1) имеет вид:

Рис. 3.8. Схемы искрогашения

В схеме (см. рис. 3.8, а) эффект искрогашения тем больше, чем меньше сопротивление резистора R. Недостаток схемы – расход энергии при выключенном контакте. В схеме (см. рис. 3.8, б) эффект искрогашения тем больше, чем больше емкость конденсатора C. При замыкании контакта конденсатор разряжается через контакт, чем ухудшаются условия работы контакта на замыкание. Недостатки предыдущих двух схем отсутствуют в схеме (см. рис. 3.8, в). Эффективным и экономичным является применение нелинейного резистора – варистора (см. рис. 3.8, г), сопротивление которого резко уменьшается при перенапряжении.

В схемах (рис. 3.8, д-к) искрогасящие контуры включены параллельно обмотке реле. Эффект искрогашения аналогичен, но исзменяется путь для экстратока размыкания (см. рис. 3.8, д). Недостатком этой схемы является уменьшение общего сопротивления нагрузки. В схеме (см. рис. 3.8, е) при размыкании контакта конденсатор разряжается через обмотку реле. Недостаток схемы – большой зарядный ток конденсатора при замыкании контакта. Это ухудшает условия работы контакта на замыкание и питающей батареи. Схема (см. рис. 3.8, ж) устраняет эти недостатки. Широко используют схему (см. рис. 3.8, к), в которой диод выполняет функции варистора. При замыкании контакта он включен в обратном направлении и не влияет на процесс срабатывания реле, а при размыкании контакта он включен в проводящем направлении для экстратока размыкания. Эти схемы влияют также на временны́е параметры реле.

Рис. 3.9. Контакт с магнитным дутьем

Искрогашение с помощью магнитного дутья основано на принципиально другом подходе. Здесь воздействуют непосредственно на дугу и искру. Усиленный металлокерамический контакт с магнитным дутьем реле НМПШ-1000 (рис. 3.9) коммутирует пусковые цепи стрелочного электродвигателя большой мощности: постоянного тока 8 А при напряжении 220 В или переменного тока 12 А при напряжении 220 В. В пространстве между контактами 1 и 3 укреплен постоянный магнит 2. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно траектории ионизированных частиц дуги. В результате чего на дугу, как на проводник с током, в магнитном поле, действует механическая сила; она “размывается” (гасится). Чем сильнее магнитное поле, тем больше эффект искрогашения. В данном случае постоянный магнит обеспечивает магнитный поток не менее 2ּ10-5 Вб.

Возможно также достичь эффекта искрогашения, помещая контакт в герметичный баллон с вакуумом или инертным газом. Этим исключается возможность появления искровых и дуговых разрядов. Срок службы у герметизированных контактов (герконов) может доходить до 108 – 109 замыканий, т.е. на два-три порядка больше, чем у обычных контактов. Специальные конструкции герконов обеспечивают коммутацию цепей с токами в сотки ампер и мощностью в десятки киловатт.

3.5. Герметизированные контакты

В устройствах автоматики и связи широко применяю герконовые (язычковые) реле. Они состоят из катушки 3, внутри который расположен герметизированный магнитоуправляемый контакт (рис. 3.10). Этот контакт представляет собой два электрода (пружины) 2 и 4 из магнитомягкого ферромагнитного материала (обычно пермаллоя), которые впаяны в стеклянный баллон 1 с инертным газом или вакуумом (133,322ּ10-3 – 133,322ּ10-6 Па). Под действием магнитного поля катушки с током электроды притягиваются друг к другу и замыкают управляемую цепь. Их конца, выполняющие функцию электрического контакта, покрывают золотом, палладием или родием. При отключении обмотки контакт размыкается упругостью пружин.

Достоинством магнитоуправляемого контакта является быстродействие (0,3 – 5 мс), большой срок службы (до 108 преключений), стабильность электрических параметров, малые размеры. Недостатками – ограниченность числа контактов в одном баллоне, дребезг контактов, подверженность влиянию внешних магнитных полей. На базе магнитоуправляемого контакта выпускают малогабаритные, миниатюрные и сверхминиатюрные реле РЭС. Если рядом с баллоном расположить постоянный магнит, то получают поляризованный магнитоуправляемый контакт, а при изготовлении электродов из магнитотвердого материала – герметизированный запоминающий контакт (гезакон). В последнем случае после выключения обмотки контакт остается замкнутым под действием остаточного магнитного потока и размыкается после подачи в обмотку тока обратного направления.

Для коммутации мощных рабочих цепей электродвигателей используют герметизированные силовые контакты (герсиконы). Контакты 6 и 7 (рис. 3.11) размещены в герметичном керамическом корпусе 5, заполненном защитным газом. Магнитная система содержит обмотку 2, сердечник 3, полюсы 1, 4 и якорь из контактно 8 и ферромагнитных 9 пластин. Упругая деформация контактной пластины 8 обеспечивает возврат якоря в исходное положение после отключения электромагнита. Контакты герсикона (серия КМГ12) изготовляют из вольфрама с высоким коммутационным ресурсом (до 107 переключений при размыкании цепей мощностью 1,1 кВт) и способны коммутировать цепи с максимальным током 180 А и с максимальной мощностью 68 кВт.

Повышенный срок службы (до 1010 переключений) и бездребезговую коммутацию обеспечивает применение жидкометаллических магнитоуправляемых герметизированных контактов (контактронов). Контактрон (рис. 3.12) отличается от обычного “сухого” геркона тем, что в баллоне, заполненном инертным газом, находится определенное количество ртути Р. Под действием управляющего магнитного поля подвижный общий О контакт перемещается, размыкая тыловой Т и замыкая фронтовой Ф контакты. Ртуть под действием сил поверхностного натяжения по специальному капилляру (“канавке”) поднимается вверх и образует на контактах тонкую пленку. Это обеспечивает высокую стабильность переходного сопротивления контактов, отсутствие дребезга и сваривания. На базе контактрона построено реле ИВГ (рис. 3.13), применяемое в устройствах железнодорожной автоматики.

Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 391; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник