Коммутирующих устройств

теля. По сравнению с магнитными пускателями тиристорные пускатели имеют следующие преимущества: отсутствие механических и коммутирующих контактов, что исключает образование электрической дуги при коммутации; наличие большой коммутационной способности и большой срок службы; высокое быстродействие системы; возможность большого числа включений в час; плавный пуск двигателя; устойчивость к механическим воздействиям (удару, вибрации, тряске и т. п.).

Коммутирующие контакты могут находиться в замкнутом (соответствующая цепь включена) или разомкнутом (соответствующая цепь отключена) состоянии. Существует много видов коммутирующих контактов, например контакты рубящие, торцовые, щёточные, пальцевые, розеточные и пр. По своему назначению коммутирующие контакты в сильноточных аппаратах можно разделить на главные и дугогасительные. Главные обычно шунтируются дутогасительными. В процессе размыкания цепи главные контакты выходят из соприкосновения раньше, чем дугогасительные, а поэтому образование дуги происходит только на дугога-сительных контактах. Главные оказываются защищенными отвоз-действия дуги и служат для надежного пропускания рабочих токоз и токов короткого замь'кания в замкнутом состоянии Часто функции контактов совмещаются так, что одни и те же кон-

§ 9.5. Особенности работы коммутирующих контактов. Массоперенос в контактах

Условия работы коммутирующих контактов определяются двумя возможными состояниями: контакты замкнуты и контакты разомкнуты. Замкнутое состояние контактов уже описано. Разомкнутое состояние контактов должно характеризоваться теми максимальными напряжениями, которые выдерживает изоляционный межконтактный промежуток без пробоя. Напряжение пробоя межконтактного промежутка в целях надежности должно быть выше, чем максимальное напряжение, которое может появиться в цепи при разомкнутом положении контактов. Расстояние между ближайшими точками контакт-деталей в разомкнутом состоянии называют раствором контактов. Раствор контактов может выбираться из условий электрической прочности межконтактного промежутка и гашения электрической дуги. Подробно вопросы электрической прочности рассмотрены в [30], а условия гашения электрической дуги изложены ниже.

Кроме двух указанных состояний работоспособность коммутирующих контактов характеризуется еще процессами замы-кания и размыкания (включением и отключением). В процессе замыкания расстояние между контактными поверхностями уменьшается. При достижении некоторого расстояния создаются условия для электрического пробоя и в результате между электродами загорается дуга замыкания, под действием которой происходит износ контактов. При большой силе тока в дуге металл контактов испаряется весьма быстро и в межконтактном промежутке

§ 9.4. Контакты аппарате!: в режиме прохождения больших токов § 9.5. Особенности работы коммутирующих контактов. Массопе-

Работоспособность коммутирующих контактов характеризуется процессами при их замыкании (включении) и размыкании (отключении). Рассмотрим сперва процессы при размыкании и износ контактов при отключении цепи. Под износом контактов понимают разрушение рабочих поверхностей контакт-деталей, приводящее к изменению их формы, размера, массы и к уменьшению провала. Происходящий под действием электрических факторов износ будем называть коммутационным износом — электрической эрозией. Износ под действием механических факторов здесь не рассматривается, он обычно много меньше коммутационного. При размыкании сила, сжимающая контакты, снижается до нуля, резко возрастают переходное сопротивление контакта и плотность тока в последней площадке контактирования. Площадка сильно разогревается, и между расходящимися контактами образуется контактный перешеек из расплавленного металла, который в дальнейшем рвется. При этом в промежутке между контактами могут возникнуть различные формы электрического разряда. При токе и напряжении, больших минимально необходимых (например, для меди при / = 0,5 А и U = 15 В), возникнет дуговой разряд. Если ток меньше минимально необходимого, а напряжение выше напряжения зажигания дуги, то возникнет искровой разряд.

При коротких замыканиях возникают весьма тяжелые условия работы как для разборных контактных соединений, так и для коммутирующих контактов.

Для коммутирующих контактов характерны: а) момент замыкания; б) замкнутое положение; в) момент размыкания.

Медь. Удовлетворяет почти всем перечисленным выше требованиям, за исключением коррозионной стойкости. Оксиды меди имеют низкую проводимость. Медь — самый распространенный контактный материал, используется как для разборных, так и для коммутирующих контактов. В разборных соединениях применяют антикоррозионные покрытия рабочих поверхностей (см. § 4-2).

Для коммутирующих контактов алюминий непригоден.

Шаговые двигатели преобразуют электрические импульсы в дискретные угловые или линейные перемещения с фиксацией ротора в определенных положениях. Шаговые двигатели проектируют с учетом коммутирующих устройств и нагрузки на валу ротора. .Для каждого шагового двигателя существует определенная частота коммутации, при которой ротор следует ;а скачкообразно изменяющимся полем в воздушном зазоре. Это частота приемистости. Она определяется всей системой — полупроводниковым коммутатором (генератором импульсов), шаговым двигателем и нагрузкой на валу.

Шаговые двигатели преобразуют электрические импульсы в дискретные угловые или линейные перемещения с фиксацией ротора в определенных положениях. Шаговые двигатели проектируют с учетом коммутирующих устройств и нагрузки на валу ротора. Для каждого шагового двигателя существует определенная частота коммутации, при которой ротор следует за скачкообразно изменяющимся полем в воздушном зазоре. Это частота приемистости. Она определяется всей системой — полупроводниковым коммутатором (генератором импульсов), шаговым двигателем и нагрузкой на валу.

Аппарат имеет панель (основание) для крепления и рукоятку. Поворотом рукоятки приводятся в действие вал и кулачки коммутирующих устройств, обеспечивающих замыкание и размыкание контактов. В пакетно-ку-лачковых переключателях применен траверсный механизм для четкой фиксации положений контактов при повороте рукоятки. Для регулирования конечных положений рукоятки на валике установлены два ограничителя. На задней металлической скобе имеется болт заземления. Внешний вид одного из переключателей показан на Ю7.

в миниатюризации электронных ламп, появление электроннолучевых трубок и усложнение шкал привели к внедрению «мебельного» стиля. Футляры приемников и телевизоров 50-х годов имели внушительные размеры. Шкала приемника и экран телевизора занимали сравнительно небольшое поле на передней панели. Уменьшение размеров деталей и узлов позволило в 60-х годах уменьшить габариты аппаратуры и конструировать телевизоры и приемники с учетом размера экрана телевизора или шкалы приемника, которые в основном определяли их габариты. Стремление уменьшить объем, занимаемый аппаратурой, привело в 60-е годы к объединению различных устройств в «радиокомбайны». При этом, однако, ухудшилась их ремонтопригодность, а радиозаводам пришлось освоить выпуск футляров мебельного типа. Дальнейшее усложнение систем и стремление уменьшить их влияние на интерьер квартиры привело в 70-х годах к созданию радиокомплексов из блоков с унифицированными габаритами и «нейтральным» приборным исполнением. Создание комфортных условий коллективного и индивидуального приема видеозвуковой информации обусловливает необходимость использования систем бытовой аппаратуры ( 6.32), состоящих из коммутирующих устройств, наушников, устройств

Для деталей, расположенных внутри приборов, анодные покрытия применять не рекомендуется. Продукты коррозии, осыпаясь, могут вывести из строя контакты коммутирующих устройств, которые размещены в приборе. В таких случаях вместо металлических защитных пленок следует применять оксидные или полимерные,

Переключатели собраны на квадратном валу из определенного числа коммутирующих устройств (пакетов), имеют рукоятку и механизмы фиксации ее положения. Поворотом рукоятки переключателя приводятся во вращение вал и кулачки коммутирующих устройств, которые размыкают или замыкают контакты. В зависимости от диаграммы коммутационных положений применяются кулачки различной конфигурации.

Столб ( 18-1, а) представляет собой сборку на квадратном валу идентичных по конструкции коммутирующих устройств (пакетов) 2 и механизма фиксации. Поворот рукоятки / переключателя приводит во вращение вал, а вместе с ним и кулачки коммутирующих устройств, которые замыкают или размыкают контакты. В зависимости от диаграммы коммутирующих положений применяются кулачки различной конфигурации. На валу также установлены ограничители конечных положений рукоятки.

Ограничения тока можно достичь путем перевода прибора в режим периодического переключения с необходимым коэффициентом заполнения (см. § 23-3). Такой режим обычно используется в транзисторных коммутирующих устройствах постоянного тока.

Другая особенность полупроводниковых коммутирующих устройств — сохранение гальванической связи отключенной части цепи с источником вследствие несовершенства полупроводникового контакта, т. е. наличие токов утечки в режиме отключения. Этот недостаток устраняют, включая последовательно разъединитель — металлический контакт, который коммутирует цепь только в обесточенном состоянии.

Устройства выходные (промежуточные реле). Схемы на 23-14 широко используются в качестве коммутирующих устройств цепей управления исполнительных аппаратов (пускатели, контакторы, электромагниты, муфты и т. п.). Примером могут служить устройства выходные бесконтактные типа УВБ-11, которые предназначены для усиления выходных командных сигналов логических устройств и коммутации цепей нагрузки переменного и постоянного тока. Они рассчитаны на коммутацию цепей переменного тока до 6 А и напряжением до 380 В, цепей постоянного тока до 4 А и 220 В.

Ограничения тока можно достичь путем перевода прибора в режим периодического переключения с необходимым коэффициентом заполнения (см. § 22-5). Такой режим обычно используется в транзисторных коммутирующих устройствах постоянного тока.