Što je električno prigušivanje, prigušne zavojnice i zavojnice

Amortizacija — povećanje gubitaka energije u sustavu kako bi se povećalo prigušenje oscilacija u njemu.

Mehaničko prigušivanje

Primijenjena amortizacija u mjernim uređajima kako bi se smanjilo podrhtavanje strelice pokazivača iu drugim uređajima. Mehaničko prigušenje se postiže povećanjem trenja ili povećanjem otpora medija u kojem se sustav kreće. Na primjer, na rotirajući sustav uređaja pričvršćen je lagani klip koji se kreće u cijevi, usporavajući kretanje pokretnog sustava.

Električni uređaji s pokretnim dijelovima uvijek imaju uređaje za kočenje u ovom ili onom obliku, budući da se gibanje pokretnog dijela mora negdje zaustaviti i apsorbirati zaliha kinetičke energije. Prije svega, u svakom pokretnom sustavu uvijek postoje sile trenja usmjerene protiv gibanja.

Ako je kinetička energija velika, pribjegavaju se posebnim uređajima za kočenje u kojima se apsorbira višak kinetičke energije.U brojnim uređajima (na primjer, u relejima), uređaji za kočenje dizajnirani su ne samo za apsorbiranje viška kinetičke energije pokretnih dijelova (kada se približavaju zatvaranju kako bi se izbjegao jak udar), već i za usporavanje djelovanja uređaja.

U prvom slučaju, kada je uređaj za kočenje dizajniran samo za apsorbiranje viška kinetičke energije na kraju hoda, obično se naziva odbojni uređaj, au većini slučajeva, kada ovaj uređaj počne djelovati, sila koja pokreće dijelove aparat se zaustavlja. U drugom slučaju kočni uređaj djeluje za vrijeme postojanja pogonske sile u aparatu i tzv amortizer.

Amortizacija u električnim uređajima

Električno prigušivanje može se dogoditi interakcijom između magnetskog polja i struja induciranih u žicama koje se kreću u tom magnetskom polju, jer prema Lenzovom zakonu u ovom slučaju uvijek mora postojati sila koja sprječava to gibanje. Na primjer, pokretna ploča od vodljivog materijala pričvršćena je na pokretni sustav uređaja između polova magneta… U tom slučaju u njemu nastaju vrtložne struje čija interakcija s magnetskim poljem usporava kretanje sustava.

Zavojnice amortizera — uključuje magnetski krug koji služi za prigušivanje pokretnog dijela magnetskog sustava. Na primjer, takvi zavoji bakra ugrađeni su na magnetski krug magnetskog pokretača ili kontaktora s rubova kontaktnih ravnina armature i jezgre.

Svaki elektromagnet s izmjeničnom strujom ima vremenski promjenjivu vučnu silu, au trenucima kada magnetski tok prolazi kroz nulu, također je nula.Ova okolnost dovodi do toga da kotva elektromagneta ne može biti stabilna u svom konačnom položaju, te pod djelovanjem suprotnih sila u području nultog fluksa, kotva i njoj pripadajući dijelovi teže pomicanju unatrag.

Brzo rastuća sila povlačenja sidra ne dopušta tim dijelovima da se odvoje od graničnika na značajnu udaljenost, ali se i dalje kreću na kratkoj udaljenosti. Kao rezultat toga, dijelovi aparata pritisnuti sidrom na graničnik nisu u stacionarnom položaju, već vibriraju u vremenu vučnom silom elektromagneta.

To uzrokuje zveckanje ovih dijelova, labavljenje mehanizma, trošenje kontakata pritisnutih elektromagnetom, buku i druge neugodne posljedice. Jedna od uobičajenih mjera za suzbijanje ove pojave je korištenje kratkog spoja koji pokriva dio glavnog dijela.

U ovom slučaju, dio toka koji prodire kroz kratkospojeni svitak ne podudara se u fazi s drugim dijelom toka, pa se stoga nulta vrijednost vučne sile tokova ne podudara u vremenu. Kao rezultat toga, dani elektromagnet izmjenične struje neće imati točku u vremenu u kojoj je njegova vučna sila jednaka nuli i naznačeno zveckanje će izostati. Obično je broj zavoja kratkog spoja jednak jedan i prema tome se naziva kratki spoj.

U nekim izvedbama elektromagneta istosmjerne struje na jezgru (ili na armaturu) primjenjuje se poseban namot kratkog spoja s malim električnim otporom.To se zatim radi kako bi se usporio rad elektromagneta: u prisutnosti takve zavojnice, povećanje toka nakon uključivanja zavojnice ili napona i toka nakon isključivanja struje je sporije nego bez takve zavojnice.

Utjecaj takve zavojnice će se odraziti ne samo kada armatura miruje tijekom procesa nestacionarnog fluksa, već i kada se armatura kreće, kada zbog promjene zračnog raspora, tok u elektromagnetu teži promjeni. Taj se fizikalni proces naziva magnetsko prigušivanje.

Korištenje dodatnog namota za potrebe procesa prigušenja u elektromagnetu izmjenične struje ne postiže ciljeve i stoga se ne koristi.

Magnetsko prigušivanje često se koristi za odgodu rada i oslobađanje elektromagnetskih i istosmjernih sinkronizirajućih releja. To usporava porast i pad magnetskog toka u jezgri. U tu svrhu postavljaju se kratki spojevi na magnetski krug releja. Zahvaljujući ovom tehničkom rješenju dobiva se kašnjenje od 0,2 do 10 sekundi. Ponekad se magnetsko prigušivanje ne vrši kratkim spojem, već kratkim spojem radnog svitka releja.

Elektromagnetski releji s magnetskim prigušenjem: a — s bakrenim rukavcem; b — s bakrenim prstenom u radnom rasporu.

Postoji niz praktičnih slučajeva u kojima vrijeme rada elektromagneta i elektromagnetskih uređaja (releja, startera, kontaktora) mora biti što kraće.U ovom slučaju neprihvatljiva je prisutnost kratkospojenih namota, masivnih dijelova magnetskog kruga, metalnih okvira zavojnice i kratkih spojeva od spojnih elemenata i drugih dijelova uređaja koji leže na putu protoka, jer će povećati vrijeme rada elektromagneta.

Amortizacija u električnim strojevima

Skoro svi sinkroni motori, kompenzatori i pretvaračia mnogi sinkroni generatori sa istaknutim polovima opremljeni su prigušnim namotima. U nekim slučajevima koriste se zbog utjecaja na stabilnost sustava, no većinom su namijenjeni za druge svrhe. Međutim, bez obzira na razloge korištenja prigušnih zavojnica, one u većoj ili manjoj mjeri utječu na stabilnost.

U osnovi postoje dvije vrste prigušnih zavojnica: pune ili zatvorene i nepotpune ili otvorene. U oba slučaja namot se sastoji od šipki položenih u utore na površini polova, čiji su krajevi spojeni sa svake strane polova.

S punim prigušnim svitkom, krajevi šipki zatvoreni su prstenovima koji spajaju šipke na svim polovima. U nepotpunom namotaju, šipke su zatvorene lukovima, od kojih svaki povezuje šipke samo na jednom polu. U potonjem slučaju, prigušni svitak svakog pola je neovisni krug.

Potpuno umirujuće zavojnice su poput squirrel ćelije rotora asinkronih strojeva, osim što su u prigušnim zavojnicama šipke neravnomjerno raspoređene po obodu rotora jer između polova nema šipki. U nekim izvedbama, završni prstenovi izrađeni su od zasebnih dijelova koji su spojeni zajedno kako bi se olakšalo uklanjanje stupova.

Prigušne zavojnice mogu se klasificirati prema njihovom aktivnom otporu. Zavojnice s malim otporom proizvode najveći moment pri malom klizanju, a zavojnice s visokim otporom pri velikom klizanju. Ponekad se koristi zavojnica s dvostrukim prigušenjem. Sastoji se od zavojnica s malim i visokim induktivnim otporom. Dvostruki prigušni svici koriste se za poboljšanje startnih karakteristika sinkronih motora i olakšajte im sinkronizaciju.

Svrha prigušnih zavojnica za sinkrone strojeve:

• Povećanje startnog momenta sinkronih motora, kompenzatora i pretvarača;

• Spriječiti njihanje. Prigušne zavojnice prvo su napravljene za tu svrhu i otuda su dobile svoje ime;

• Suzbijanje oscilacija koje proizlaze iz udara tijekom kratkog spoja ili prebacivanja;

• Sprječavanje izobličenja valnog oblika napona neuravnoteženim opterećenjem, drugim riječima — potiskivanje komponenata viših harmonika;

• Smanjenje neuravnoteženosti faznog napona stezaljki s neuravnoteženim opterećenjem, tj. smanjenje napona negativnog slijeda;

• Sprječavanje pregrijavanja površine polova jednofaznih generatora vrtložnim strujama;

• Stvaranje momenta kočenja u generatoru u slučaju asimetričnih kratkih spojeva i smanjenje tog viška momenta;

• Stvaranje dodatnog momenta pri sinkronizaciji generatora;

• Smanjenje brzine oporavka napona u kontaktima sklopke;

• Smanjenje mehaničkih naprezanja u izolaciji namota polja tijekom udarnih struja u armaturnom krugu.

Generatori koje pokreću klipni pogoni imaju tendenciju da se ljuljaju zbog pulsirajućeg momenta pogona. Električni motori koji pokreću pulsirajuća opterećenja kao što su kompresori također imaju tendenciju oscilirati.

Ovi zamasi se nazivaju "prisilni zamasi". Također je moguće da se pojave "spontane oscilacije" kada su sinkroni strojevi spojeni preko voda gdje je omjer aktivnog otpora prema induktivnom otporu velik.

Prigušne zavojnice s niskim otporom značajno smanjuju amplitude prisilnih i spontanih oscilacija.

Utjecaj prigušenja (prigušnih svitaka) na stabilnost električnih sustava očituje se u tome što oni:

• Stvaranje amortizacijskog (asinkronog) momenta izravnog slijeda;

• Stvara kočioni moment obrnutog slijeda tijekom asimetričnih kratkih spojeva;

• Promjenom impedancije negativne sekvence, stroj utječe na električnu snagu pozitivne sekvence tijekom asimetričnih kratkih spojeva.