أجهزة القيادة الكهربائية

تُستخدم مشغلات مختلفة لإغلاق وفتح نقاط التلامس للأجهزة الكهربائية. في محرك يدوي ، تنتقل الطاقة من يد الإنسان من خلال نظام نقل ميكانيكي إلى جهات الاتصال. يستخدم التشغيل اليدوي في بعض أدوات الفصل وقواطع الدائرة وقواطع الدائرة وأجهزة التحكم.

في أغلب الأحيان ، يتم استخدام التشغيل اليدوي في الأجهزة غير الأوتوماتيكية ، على الرغم من أنه في بعض الأجهزة الواقية ، يتم التشغيل يدويًا ويتم إيقاف التشغيل تلقائيًا تحت تأثير زنبرك مضغوط. تشتمل محركات الأقراص عن بُعد على محركات كهرومغناطيسية وكهرومغناطيسية وكهربائية ومحركات حرارية.

محرك كهرومغناطيسي

الأكثر استخدامًا في الأجهزة الكهربائية هو محرك كهرومغناطيسي يستخدم قوة جذب المحرك إلى القلب الكهرومغناطيسية أو قوة سحب المرساة ملف الملف اللولبي.

تكتسب أي مادة مغناطيسية حديدية موضوعة في مجال مغناطيسي خصائص المغناطيس. لذلك ، فإن المغناطيس أو المغناطيس الكهربائي سوف يجذب الأجسام المغناطيسية إلى نفسه.تعتمد هذه الخاصية على أجهزة من أنواع مختلفة من المغناطيسات الكهربائية للرفع والسحب والدوران.

القوة F التي بها المغناطيس الكهربائي أو المغناطيس الدائم يجذب جسمًا مغناطيسيًا حديديًا - مرساة (الشكل 1 ، أ) ،

حيث B هو الحث المغناطيسي في فجوة الهواء ؛ S هي منطقة المقطع العرضي للقطبين.

يعتمد التدفق المغناطيسي F الناتج عن ملف المغناطيس الكهربائي وبالتالي الحث المغناطيسي B في فجوة الهواء ، كما هو مذكور أعلاه ، على القوة الدافعة المغناطيسية للملف ، أي من عدد المنعطفات التي يتدفق التيار خلالها. لذلك ، يمكن تعديل القوة F (قوة سحب المغناطيس الكهربائي) عن طريق تغيير التيار في ملفه.

تتميز خصائص المحرك الكهرومغناطيسي باعتماد القوة F على موضع المحرك. يسمى هذا الاعتماد بخاصية الجر للمحرك الكهرومغناطيسي. شكل النظام المغناطيسي له تأثير كبير على مسار خاصية الجر.

نظام مغناطيسي يتكون من لب على شكل حرف U 1 (الشكل 1 ، ب) مع ملف 2 ومُحرك دوار 4 ، والذي يتم توصيله بجهة الاتصال المنقولة 3 للجهاز ، أصبح واسع الانتشار في الأجهزة الكهربائية.

يظهر عرض تقريبي لخصائص الجر في الشكل. 2. عندما تكون نقاط التلامس مفتوحة بالكامل ، فإن فجوة الهواء x بين المحرك والقلب تكون كبيرة نسبيًا وتكون المقاومة المغناطيسية للنظام هي الأكبر. لذلك ، سيكون التدفق المغناطيسي F في فجوة الهواء للمغناطيس الكهربائي ، والحث B وقوة السحب F هي الأصغر. ومع ذلك ، مع محرك محسوب بشكل صحيح ، يجب أن تضمن هذه القوة جذب المرساة إلى القلب.

أرز. 1.رسم تخطيطي لمغناطيس كهربي (أ) ورسم تخطيطي لمحرك كهرومغناطيسي بدائرة مغناطيسية على شكل حرف U (ب)

عندما يتحرك المحرك بالقرب من القلب وتقل فجوة الهواء ، يزداد التدفق المغناطيسي في الفجوة وتزداد قوة السحب وفقًا لذلك.

يجب أن تكون قوة الدفع F الناتجة عن محرك الأقراص كافية للتغلب على قوى السحب لنظام دفع السيارة. وتشمل هذه قوة وزن النظام المتحرك G وضغط التلامس Q والقوة P الناتجة عن زنبرك العودة (انظر الشكل 1 ، ب). يظهر التغيير في القوة الناتجة عند تحريك المرساة في الرسم التخطيطي (انظر الشكل 2) بواسطة الخط المتقطع 1-2-3-4.

عندما يتحرك المحرك وتقل فجوة الهواء × حتى تلامس جهات الاتصال ، يجب على المحرك فقط التغلب على المقاومة بسبب كتلة النظام المتحرك وعمل نابض العودة (القسم 1-2). بالإضافة إلى ذلك ، يزداد الجهد بشكل حاد مع قيمة الضغط الأولي لجهات الاتصال (2-3) ويزيد مع حركتها (3-4).

مقارنة بين الخصائص الموضحة في الشكل. 2 ، يسمح لنا بالحكم على تشغيل الجهاز. لذلك إذا كان التيار في ملف التحكم ينتج جزء في المليون. I2w إلى ، فإن أكبر فجوة x يمكن للجهاز تشغيلها هي x2 (النقطة A) وبجزء في المليون أقل. I1w ، لن تكون قوة السحب كافية ولا يمكن تشغيل الجهاز إلا عندما تقل الفجوة إلى x1 (النقطة B).

عندما تفتح الدائرة الكهربائية لملف المحرك ، يعود النظام المتحرك إلى موضعه الأصلي تحت تأثير الزنبرك والجاذبية.عند القيم الصغيرة لفجوة الهواء وقوى الاستعادة ، يمكن تثبيت المحرك في موضع وسيط بواسطة التدفق المغناطيسي المتبقي. يتم القضاء على هذه الظاهرة عن طريق تحديد فجوة هواء أدنى ثابتة وضبط الينابيع.

تستخدم قواطع الدائرة أنظمة ذات مغناطيس كهربائي ممسك (الشكل 3 ، أ). يتم تثبيت المحرك 1 في وضع جذب إلى نير النواة 5 بواسطة التدفق المغناطيسي F الناتج عن ملف التثبيت 4 الذي يتم تغذيته بواسطة دائرة التحكم. إذا كان من الضروري قطع الاتصال ، يتم توفير تيار لملف الفصل 3 ، مما ينتج عنه تدفق مغناطيسي Fo موجه إلى التدفق المغناطيسي للملف 4 ، والذي يقوم بإزالة مغناطيسية المحرك والقلب.

أرز. 2. خصائص الجر للمحرك الكهرومغناطيسي ومخطط القوة

أرز. 3. محرك كهرومغناطيسي مزود بمغناطيس كهربائي (أ) وتحويل مغناطيسي (ب)

نتيجة لذلك ، يتحرك عضو الإنتاج تحت تأثير فصل الربيع 2 بعيدًا عن القلب ويتم فتح جهات الاتصال 6 للجهاز. يتم تحقيق سرعة التعثر نظرًا لحقيقة أنه في بداية حركة النظام المتحرك ، فإن أعظم قوى فعل الزنبرك المشدود ، بينما في المحرك الكهرومغناطيسي التقليدي ، الذي تمت مناقشته سابقًا ، تبدأ حركة المحرك بفجوة كبيرة وجهد جر منخفض.

نظرًا لأن ملف التشغيل 3 في قواطع الدائرة ، يتم استخدام قضبان التوصيل أو ملفات إزالة المغناطيسية أحيانًا ، والتي يمر من خلالها تيار دائرة الإمداد المحمي بواسطة الجهاز.

عندما يصل التيار في الملف 3 إلى قيمة معينة يحددها إعداد الجهاز ، يتناقص التدفق المغناطيسي الناتج ، فو - فو الذي يمر عبر المحرك إلى هذه القيمة بحيث لم يعد بإمكانه الاحتفاظ بالمحرك في حالة سحب ، والجهاز متوقف.

في قواطع الدائرة عالية السرعة (الشكل 3 ، ب) ، يتم تثبيت ملفات التحكم والإغلاق في أجزاء مختلفة من الدائرة المغناطيسية لتجنب تأثيرها الاستقرائي المتبادل ، مما يؤدي إلى إبطاء إزالة المغناطيسية من القلب وزيادة وقت التعثر الخاص به ، خاصة عند معدلات الزيادة العالية في تيار الطوارئ في الدائرة المحمية.

يتم تثبيت ملف التعثر 3 على اللب 7 ، والذي يتم فصله عن الدائرة المغناطيسية الرئيسية بواسطة فجوات هوائية.

تم تصنيع المحرك 1 والنوى 5 و 7 في شكل حزم من ألواح الصلب ، وبالتالي فإن تغيير التدفق المغناطيسي فيها سوف يتوافق تمامًا مع تغيير التيار في الدائرة المحمية. يتم إغلاق التدفق Fo الذي تم إنشاؤه بواسطة ملف القطع 3 بطريقتين: من خلال المحرك 1 ومن خلال الدائرة المغناطيسية غير المشحونة 8 مع ملف التحكم 4.

يعتمد توزيع التدفق Ф0 على طول الدوائر المغناطيسية على معدل تغيره. في معدلات الزيادة العالية لتيار الطوارئ ، والذي في هذه الحالة يخلق تدفقًا لإزالة المغناطيسية Ф0 ، يبدأ كل هذا التدفق في التدفق عبر المحرك ، منذ حدوث تغيير سريع في جزء التدفق فو الذي يمر عبر القلب باستخدام الملف 4 من يتم منع emf. د. s المستحثة في ملف التثبيت عندما يتغير التيار خلالها بسرعة. هذا البريد إلخ. ج.وفقًا لقاعدة لينز ، فإنه يخلق تيارًا يبطئ نمو ذلك الجزء من التدفق فو.

نتيجة لذلك ، ستعتمد سرعة الانطلاق لقاطع الدائرة عالية السرعة على معدل زيادة التيار المار عبر ملف الإغلاق 3. وكلما زاد التيار بشكل أسرع ، كلما انخفض التيار ، يبدأ تعثر الجهاز. تعد خاصية قاطع الدائرة عالية السرعة هذه ذات قيمة كبيرة لأن التيار لديه أعلى سرعة في أوضاع الدائرة القصيرة وكلما بدأ قاطع الدائرة في كسر الدائرة أسرع ، كلما كان التيار المحدود أصغر.

في بعض الحالات ، من الضروري إبطاء تشغيل الجهاز الكهربائي. يتم ذلك بمساعدة جهاز للحصول على تأخير زمني ، والذي يُفهم على أنه الوقت من لحظة تطبيق الجهد أو إزالته من ملف محرك الجهاز إلى بداية حركة جهات الاتصال. يتم إيقاف تشغيل الأجهزة الكهربائية التي يتم التحكم فيها عن طريق التيار المباشر عن طريق ملف دائرة قصر إضافي موجود على نفس الدائرة المغناطيسية مع ملف التحكم.

عند إزالة الطاقة من ملف التحكم ، يتغير التدفق المغناطيسي الناتج عن هذا الملف من قيمته التشغيلية إلى الصفر.

عندما يتغير هذا التدفق ، يتم تحفيز التيار في الملف ذي الدائرة القصيرة في مثل هذا الاتجاه بحيث يمنع تدفقه المغناطيسي تقليل التدفق المغناطيسي لملف التحكم ويحمل محرك المحرك الكهرومغناطيسي للجهاز في وضع الانجذاب.

بدلاً من لفائف ماس كهربائى ، يمكن تركيب غلاف نحاسي على الدائرة المغناطيسية. عملها مشابه لعمل لفائف ماس كهربائى. يمكن تحقيق نفس التأثير عن طريق قصر دائرة ملف التحكم في الوقت الذي يتم فيه فصله عن الشبكة.

للحصول على سرعة الغالق لتشغيل الجهاز الكهربائي ، يتم استخدام آليات توقيت ميكانيكية مختلفة ، يشبه مبدأ تشغيلها الساعة.

تتميز محركات الأجهزة الكهرومغناطيسية بالتشغيل والعودة الحالية (أو الجهد). تيار التشغيل (الجهد) هو أصغر قيمة للتيار (الجهد) يتم فيه ضمان التشغيل الواضح والموثوق للجهاز. بالنسبة لأجهزة الجر ، يكون جهد التفاعل 75٪ من الجهد المقنن.

إذا قمت بتقليل التيار في الملف تدريجيًا ، فسيتم إيقاف تشغيل الجهاز عند قيمة معينة له. تسمى أعلى قيمة للتيار (الجهد) الذي يكون عنده الجهاز مغلقًا بالفعل التيار العكسي (الجهد). دائمًا ما يكون التيار العكسي Ib أصغر من تيار التشغيل Iav ، لأنه عند تشغيل النظام المتحرك للجهاز ، من الضروري التغلب على قوى الاحتكاك ، وكذلك الفجوات الهوائية المتزايدة بين المحرك ونير النظام الكهرومغناطيسي .

تسمى نسبة تيار العودة إلى تيار الالتقاط عامل الإرجاع:

هذا المعامل دائمًا أقل من واحد.

محرك كهربائي هوائي

في أبسط الحالات ، يتكون المحرك الهوائي من أسطوانة 1 (الشكل 4) ومكبس 2 ، متصل بجهة اتصال متحركة 6. عندما يكون الصمام 3 مفتوحًا ، يتم توصيل الأسطوانة بأنبوب الهواء المضغوط 4 ، الذي يرفع المكبس 2 في الموضع العلوي ويغلق التلامس. عندما يغلق الصمام لاحقًا ، يتم توصيل حجم الأسطوانة الموجودة أسفل المكبس بالجو ويعود المكبس تحت تأثير زنبرك الإرجاع 5 إلى حالته الأصلية ، ويفتح الملامسات.يمكن تسمية هذا المشغل بالمشغل الهوائي الذي يتم تشغيله يدويًا.

لإمكانية التحكم عن بعد في إمداد الهواء المضغوط ، يتم استخدام صمامات الملف اللولبي بدلاً من الصنبور. صمام الملف اللولبي (الشكل 5) هو نظام من صمامين (سحب وعادم) بمحرك كهرومغناطيسي منخفض الطاقة (5-25 واط). وهي مقسمة إلى تشغيل وإيقاف اعتمادًا على طبيعة العمليات التي يؤدونها عند تنشيط الملف.

عندما يتم تنشيط الملف ، يقوم صمام الإغلاق بتوصيل أسطوانة التشغيل بمصدر الهواء المضغوط ، وعندما يتم إلغاء تنشيط الملف ، فإنه يوصل الأسطوانة إلى الغلاف الجوي ، وفي نفس الوقت يمنع الوصول إلى أسطوانة الهواء المضغوط. يتدفق الهواء من الخزان عبر الفتحة B (الشكل 5 ، أ) إلى الصمام السفلي 2 ، والذي يتم إغلاقه في الوضع الأولي.

أرز. 4. محرك هوائي

أرز. 5. تشغيل (أ) وإيقاف (ب) صمامات الملف اللولبي

يتم توصيل أسطوانة المشغل الهوائي المتصل بالمنفذ A من خلال الصمام المفتوح 1 بالجو من خلال المنفذ C. عندما يتم تنشيط الملف K ، يضغط قضيب الملف اللولبي على الصمام العلوي 1 ويتغلب على قوة الزنبرك 3 ، ويغلق الصمام 1 ويفتح الصمام 2. في نفس الوقت ، الهواء المضغوط من المنفذ B من خلال الصمام 2 والمنفذ A في اسطوانة المشغل الهوائي.

على العكس من ذلك ، فإن صمام الإغلاق ، عندما لا يكون الملف متحمسًا ، يربط الأسطوانة بالهواء المضغوط ، وعندما يكون الملف متحمسًا - بالجو. في الحالة الأولية ، يتم إغلاق الصمام 1 (الشكل 5 ، ب) ، والصمام 2 مفتوح ، مما يؤدي إلى إنشاء مسار للهواء المضغوط من المنفذ B إلى المنفذ A عبر الصمام 2.عندما يتم تنشيط الملف ، يفتح الصمام 1 ، ويربط الأسطوانة بالجو ، ويتم إيقاف إمداد الهواء بواسطة الصمام 2.

محرك كهربائي

لقيادة عدد من الأجهزة الكهربائية ، يتم استخدام المحركات الكهربائية مع الأنظمة الميكانيكية التي تحول الحركة الدورانية لعمود المحرك إلى حركة انتقالية لنظام التلامس. الميزة الرئيسية للمحركات الكهربائية مقارنة بالمحركات الهوائية هي ثبات خصائصها وإمكانية تعديلها. وفقًا لمبدأ التشغيل ، يمكن تقسيم محركات الأقراص هذه إلى مجموعتين: مع التوصيل الدائم لعمود المحرك بجهاز كهربائي وبتوصيل دوري.

في جهاز كهربائي بمحرك كهربائي (الشكل 6) ، ينتقل الدوران من المحرك الكهربائي 1 عبر عجلة تروس 2 إلى عمود الكامات 3. في وضع معين ، ترفع كامة العمود 4 القضيب 5 وتغلق جهة الاتصال المنقولة المرتبطة بها مع جهة الاتصال الثابتة 6.

في نظام القيادة للأجهزة الكهربائية الجماعية ، يتم أحيانًا إدخال الأجهزة التي توفر دورانًا تدريجيًا لعمود الجهاز الكهربائي مع توقف في أي موضع. أثناء الكبح ، يتم إيقاف تشغيل المحرك. يضمن هذا النظام التثبيت الدقيق لعمود الجهاز الكهربائي في الموضع.

كمثال ، FIG. الشكل 7 هو رسم توضيحي لما يسمى بالمحرك التقاطع المالطي المستخدم في وحدات التحكم في المجموعة.

أرز. 6. محرك كهربائي مع توصيل دائم لأعمدة المحرك والأجهزة الكهربائية

أرز. 7. محرك كهربائي لوحدة تحكم المجموعة

تين. 8. المشغل الحراري مع لوحة ثنائية المعدن.

يتكون محرك الأقراص من محرك سيرفو وعلبة تروس دودية مع تحديد الموضع عن طريق صليب مالطي. الدودة 1 متصلة بالمحرك المؤازر وتنقل الدوران إلى عمود العجلة الدودية 2 ، تقود القرص 3 بأصابع ومزلاج (الشكل 7 ، أ). لا يدور عمود الصليب المالطي 4 حتى يدخل إصبع القرص 6 (الشكل 7 ، ب) في أخدود الصليب المالطي.

مع مزيد من الدوران ، سيقوم الإصبع بتدوير التقاطع ، وبالتالي العمود الذي يجلس عليه ، بمقدار 60 درجة ، وبعد ذلك سيتم تحرير الإصبع ، وسيقوم قطاع القفل 7 بإصلاح موضع العمود بدقة. عندما تدير عمود الترس الدودي دورة واحدة ، فإن العمود المتقاطع المالطي سوف يدور 1/3 دورة.

يتم تثبيت الترس 5 على عمود التقاطع المالطي ، والذي ينقل الدوران إلى عمود الكامات الرئيسي لوحدة التحكم في المجموعة.

محرك حراري

العنصر الرئيسي لهذا الجهاز هو لوحة ثنائية المعدن، والتي تتكون من طبقتين من المعادن غير المتشابهة مرتبطة بقوة على سطح التلامس بالكامل. هذه المعادن لها معاملات درجات حرارة مختلفة للتمدد الخطي. الطبقة المعدنية ذات المعامل العالي للتمدد الخطي 1 (الشكل 8) تسمى الطبقة النشطة حراريًا ، على عكس الطبقة ذات معامل التمدد الخطي المنخفض 3 ، والتي تسمى الكتلة الحرارية.

عندما يتم تسخين الصفيحة بواسطة تيار يمر عبرها أو بواسطة عنصر تسخين (تسخين غير مباشر) ، يحدث استطالة مختلفة للطبقتين وتنحني اللوحة باتجاه الطبقة الحرارية. مع هذا الانحناء ، يمكن إغلاق أو فتح جهات الاتصال 2 المتصلة باللوحة مباشرة ، والتي تستخدم في المرحلات الحرارية.

يمكن أن يؤدي ثني اللوحة أيضًا إلى تحرير مزلاج الرافعة الموجود على الجهاز الكهربائي ، والذي يتم تحريره بعد ذلك بواسطة الزنبركات. يتم التحكم في تيار المحرك المحدد عن طريق اختيار عناصر التسخين (مع التسخين غير المباشر) أو عن طريق تغيير محلول التلامس (مع التسخين المباشر) ، ويتراوح وقت إعادة اللوحة ثنائية المعدن إلى وضعها الأصلي بعد التشغيل والتبريد من 15 ثانية إلى 1.5 دقيقة.