Общий подход

Магнитные бесконтактные элементы электрических аппаратов

Общий подход

Бесконтактным электрическим аппаратом будем называть устройство, предназначенное для включения и отключения электрических цепей без физического разрыва самой цепи.

Преимущества:

- быстродействующее переключение;

- долговечность;

- простота обслуживания;

- механическая стойкость;

- способность к работе во взрывоопасных и загрязненных средах;

- уменьшенный уровень радиополях.

Принцип действия бесконтактных аппаратов основан на использовании элементов, обладающих нелинейной вольтамперной характеристикой. Основным из них являются ферромагнитные сердечники с обмотками, обладающие нелинейностью индуктивности, и полупроводниковые приборы с нелинейным активным сопротивлением.

Нелинейные элементы включаются в рабочую цепь между источником питания и нагрузкой и могут изменять свое сопротивления электрическому току от сравнительно малого до большого.

Это изменение сопротивления осуществляется обычно с помощью специального элемента, обеспечивающего усиление мощности нагрузки. Поэтому большинство бесконтактных аппаратов называются усилителями (магнитными, полупроводниковыми).

Структура простейшего усилителя	Магнитные усилители двух типов (ДМУ) – дроссельные – по рабочем обмотки ~ ток (МУС) – с самоподмагничиванием – по рабочей обмотке однополу выпрямляющий ток

Основным элементом является дроссель насыщения. Это ферромагнитный сердечник с обмотками, работающий в своеобразном режиме: сердечник ДН может находиться в насыщенном состоянии или кратковременно, или периодически, или длительно.

Конструкция ДН, как правило, не отличается от трансформатора. Однако обычные режимы работы ДН являются аварийными для трансформатора. Кроме того, сердечник ДН во многих случаях находится под одновременным воздействием ~ и = магнитных полей. Поэтому процессы в ДН более сложены, чем в трансформаторах.

ДН выполняются на сердечниках различной формы: тороидальной, П- или Ш-образной.

В зависимости от характера тока, протекающего по обмоткам дросселя, различают ДН без подмагничивания – только ~ ток; и с подмагничиванием – проходит постоянная составляющая тока.

- индукция, создаваемая полем Н в пустоте.

При неизменных значениях S, w_p, l индуктивность L определяется абсолютной магнитной проницаемостью m_а.

В бесконтактных электрических аппаратах применяют магнито-мягкие материалы. В динамической петле гистерезиса, чем быстрее изменяется Н, т.е., чем больше , тем шире петля гистерезиса. Процесс перемагничивания тормозится магнитной вязкостью и вихревым токами.

- коэффициент прямоугольности - материал с высокой прямоугольностью петли гистерезиса - материал с низкой прямоугольностью