Ток в катушке: Ток в катушке индуктивности импульсных источников питания

Магнитное поле катушки с током — урок. Физика, 8 класс.

Практический интерес представляет собой магнитное поле катушки с током.

Катушка получится, если плотно, виток к витку, намотать провод в достаточно длинную спираль (рис. 1). В катушке может быть несколько десятков, сотен или даже тысяч витков.

Соленоид (от греч. solen — «канал», «труба» и eidos — «подобный») — разновидность катушки с током. Обычно под термином «соленоид» подразумевается цилиндрическая обмотка из провода, причём длина такой обмотки многократно превышает её диаметр.

 

Рис. 1

 

На рис. 2 изображена катушка, состоящая из большого числа витков провода, намотанного на деревянный каркас.

 

Обрати внимание!

Когда в катушке есть ток, железные опилки притягиваются к её концам, при отключении тока они отпадают.

 

Рис. 2

 

Если катушку с током подвесить на тонких и гибких проводниках, то она установится так же, как магнитная стрелка компаса: один конец катушки будет обращён к северу, другой — к югу.

Значит, катушка с током, как и магнитная стрелка, имеет два полюса — северный и южный (рис. 3).

 

Рис. 3

 

Вокруг катушки с током имеется магнитное поле. Его, как и поле прямого тока, можно обнаружить при помощи опилок (рис. 4).

 

Обрати внимание!

Магнитные линии магнитного поля катушки с током являются также замкнутыми кривыми.

Принято считать, что вне катушки они направлены от северного полюса катушки к южному (см. рис. 4).

 

Рис. 4

 

Катушки с током широко используют в технике в качестве магнитов. Они удобны тем, что их магнитное действие можно изменять (усиливать или ослаблять) в широких пределах. Рассмотрим способы, при помощи которых можно это делать.

 

На рис. 2 изображён опыт, в котором наблюдается действие магнитного поля катушки с током. Если заменить катушку другой, с большим числом витков проволоки, то при той же силе тока она притянет больше железных предметов.

Магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней.

 

Включим в цепь, содержащую катушку, реостат (рис. 5) и при помощи него будем изменять силу тока в катушке.

При увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении — ослабляется.

 

Рис. 5

 

Оказывается также, что магнитное действие катушки с током можно значительно усилить, не меняя число её витков и силу тока в ней. Для этого надо ввести внутрь катушки железный стержень (сердечник) (рис. 6).

Железо, введённое внутрь катушки, усиливает магнитное действие катушки.

 

Рис. 6

 

Направление магнитного поля тока связано с направлением тока в катушке.

Определить направление линий магнитного поля катушки с током можно при помощи правила правой руки, или правила правого буравчика.

 

Принято считать, что та сторона катушки или витка с током, откуда линии магнитного поля выходят, — это и есть северный магнитный полюс (\(N\)), а сторона, куда линии входят, — это южный магнитный полюс (\(S\)) (рис. 7).

 

Рис. 7

Ток катушки магнитного пускателя — советы электрика

Электрическая схема пускателя магнитного, самый простой вариант электросхемы

Тема: самый простой вариант электрической схемы пускателя (магнитный)

Это простейшая схема пускателя (упрощенный вариант), которая лежит в основе всех или, по крайней мере, большинства схем запуска асинхронных электродвигателей, применяемых очень широко, как в промышленности, так и в обычном быте. Плох тот электрик, который не знает данной схемы (как ни странно, но есть и такие люди).

Хоть Вы, возможно, конечно знаете принцип её работы, но для освежения памяти или для новичков все же опишу вкратце эту работу. И так, вся схема кроме электродвигателя, который установлен непосредственно на конкретном оборудовании или устройстве, монтируется либо в щитке или в специальной коробке (ПМЛ).

Кнопки ПУСКА и СТОПА, могут находится как на передней стороне этого щитка, так в не его (монтируются на месте, где удобно управлять работой), а может быть и там и там, в зависимости от удобства. К данному щитку подводится трёхфазное напряжение от ближайшего места запитки (как правило, от распределительного щита), а с него уже выходит кабель, идущий на сам электродвигатель.

Обратите внимание

А теперь о принципе работы: на клеммы Ф1, Ф2, Ф3 подается трехфазное напряжение. Для запуска асинхронного электродвигателя требуется срабатывание магнитного пускателя (ПМ) и замыкания его контактов ПМ1, ПМ2 и ПМ3.

Для срабатывания ПМ, необходимо подать на его обмотку напряжение (кстати, величина его зависит от самой катушки, то есть, на какое именно напряжение она рассчитана. Это так же зависит от условий и места работы оборудования.

Они бывают на 380в, 220в, 110в, 36в, 24в и 12в) (данная схема рассчитана на напряжение 220в, поскольку берётся с одной из имеющихся фаз и нуля).

Подача электропитания на катушку магнитного пускателя осуществляется по такой цепи: С ф1 поступает фаза на нормально замкнутый контакт тепловой защиты электродвигателя ТП1, далее проходит через катушку самого пускателя и выходит на кнопку ПУСК (КН1) и на контакт самоподхвата ПМ4 (магнитного пускателя).

С них питание выходит на нормально замкнутую кнопку СТОП и после замыкается на нуле.

Для запуска требуется нажать кнопку ПУСК, после чего цепь катушки магнитного пускателя замкнётся и притянет (замкнёт) контакты ПМ1-3 (для пуска двигателя) и контакт ПМ4, который даст возможность при отпускании кнопки пуска, продолжать работу и не отключить магнитный пускатель (называется самоподхватом).

Для остановки электродвигателя, требуется всего лишь нажать кнопку СТОП (КН2) и тем самым разорвать цепь питания катушки ПМ. В результате контакты ПМ1-3 и ПМ4 отключатся, и работа будет остановлена до следующего запуска ПУСКа.

Для защиты обязательно ставятся тепловые реле (на нашей схеме это ТП). При перегрузки электродвигателя, соответственно повышается ток, и двигатель резко начинает  нагреваться, вплоть до выхода из строя.

Важно

Данная защита срабатывает именно при повышении тока на фазах, тем самым размыкает свои контакты ТП1, что подобно нажатию кнопки СТОП.

Данные случаи бывают в основном при полном заклинивании механической части или при большой механической перегрузки в оборудовании, на котором работает электродвигатель.

Хотя и не редко причиной становится и сам движок, из-за высохших подшипников, плохой обмотки, механического повреждения и т.д. Думаю для тех, кто этого не знал, данная статья, электрическая схема магнитного пускателя, упрощенный вариант, была весьма полезна и однажды не раз пригодится в жизни. Ну а пока на этом всё.

P.S. Данная принципиальная электрическая схема магнитного пускателя является наболее простым вариантом, который лежит в основе большинства рабочих схем в сфере электрики. Хорошо понимая выше описаный принцип работы этой схемы пускателя Вы будете в состоянии разобраться и с другими, более сложными, вариантами схем.

Источник: https://electrohobby.ru/shema-puskat-urosch-variant.html

Ремонт магнитных пускателей: диагностика неисправностей и их устранение

Любое промышленное предприятие, на котором установлено электрооборудование наиболее эффективно работает при его минимальных простоях. Поскольку любое работающее оборудование изнашивается, наступает момент, когда потребуется либо его замена, либо его ремонт.

Сложное коммутационное оборудование, такое как магнитный пускатель, обычно дешевле быстро и качественно отремонтировать, нежели заменить новым. Поэтому своевременный быстрый и качественный ремонт магнитных пускателей влияет на эффективность предприятия в целом.

В электрическом оборудовании в первую очередь изнашиваются подвижные детали. В коммутационном оборудовании и в том числе в магнитных пускателях такими частями являются в первую очередь контакты.

Поскольку разрыв цепи с током вызывает появление как минимум искрения, а при значительных величинах тока и дуги, на контактах накапливаются продукты разрушения их поверхности – копоть и нагар.

Причем, как правило, поверхность контактов в той или иной степени окисляется из-за влажности воздуха и протекающих электрохимических процессов.

Поэтому, в первую очередь, следует осмотреть контакты магнитного пускателя и сделать их очистку от загрязнения и окисления, используя напильник. Насечка его выбирается такой, чтобы на контактах не оставались царапины.

Затем используя полоски из тонкого пластика, соизмеримого с толщиной бумаги для письма и динамометр следует отрегулировать прижим контактов. Имитируя замыкание контактов через пластик, настраиваемый контакт оттягивают динамометром.

При усилии 500 – 700 Грамм пластик должен выниматься.

Если работающий магнитный пускатель издаёт низкочастотное гудение, возможны такие неполадки:

• не получается необходимый контакт сердечника с якорем;
• треснул короткозамкнутый виток;
• контакты натянуты слишком сильно;
• неправильное взаимное положение сердечника и якоря;
• слой ржавчины в месте контакта сердечника с якорем.

Латунные, алюминиевые или медные короткозамкнутые витки являются частью конструкции сердечника и размещаются на его окончаниях. Для этих витков делаются специальные пазы, в которых они и размещаются.

Витки могут повреждаться также и в катушке, намагничивающей сердечник.

При обрыве провода катушка вообще не будет тянуть сердечник, а при межвитковом замыкании тяга сердечника будет ослаблена и при этом будет заметен перегрев катушки.

Ремонтируем контакты и катушки

Если контакты целые, но загрязнены удаляемыми продуктами коммутаций, их достаточно тщательно протереть спиртом или бензином.

Если на поверхности контактов есть выпуклые приварившиеся частицы металла их необходимо зачистить напильником. При эрозии контактов или их частичном разрушении потребуется замена новыми контактами.

Но конструкция магнитного пускателя должна предусматривать такую замену.

Контактные пружины при обнаружении повреждений или износа не подлежат ремонту и только заменяются. Необходимо проверить одновременно ли замыкаются контакты, соответствующие разным фазам. Если потребуется изменить позиционирование контактов это допустимо, поскольку предусмотрено конструкцией пускателя и регулируется на валу, который связан с основными контактами.

Совет

Если катушка каркасная и каркас треснул трещину необходимо заполнить «холодной сваркой» используя узкий шпатель. Затем, если размеры отверстия в сердечнике позволяют, поверх трещины на обезжиренную поверхность приклеивается отрезок медицинского пластыря. На пластырь наносится слой супер — клея. Клей впитывается в пластырь и сцепляясь с пластиком каркаса не позволит трещине увеличиться.

При обнаружении межвиткового короткого замыкания потребуется удаление витков до места замыкания. Это можно сделать только отматыванием провода.

В месте замыкания всегда хорошо видна повреждённая эмаль на витке. Вблизи закороченного витка провод разрезается, очищается от эмали и спаивается.

Место спайки размещается между слоями стеклоткани, и отмотанный провод наматывается обратно на катушку.

Ремонтируем магнитопровод

Загрязнения, которые при размыкании вызывают искрение и дуга распространяются, в том числе и на магнитопровод. К ним добавляются пыль и ржавчина. Поверхность магнитопровода очищают от загрязнений ветошью, увлажнённой бензином. Ржавчину зашлифовывают наждаком. Те места, которые не поддаются зачистке наждаком, зачищаются на абразивном круге станка.

При шумной работе магнитного пускателя могут быть

• ослаблены винтовые крепления в паре сердечник – якорь;
• короткозамкнутый виток, который противодействует пружине, размыкающей контакты, повреждён.

Соответственно винты затягиваются, а короткозамкнутый виток заменяется на новый. Также необходимо добиться максимального соприкосновения с якорем притянутого к нему сердечника. Контроль этого соприкосновения можно осуществить прокладыванием бумаги между сердечником и якорем по отпечаткам на ней.

При ремонте магнитных пускателей может пригодиться таблица, показанная далее.

Регулярный периодический осмотр и своевременная корректировка настроек магнитных пускателей позволят уменьшить затраты на их ремонт и простои оборудования.

Источник: http://podvi.ru/elektromontazhnye-izdeliya/remont-magnitnyx-puskatelej-diagnostika-neispravnostej-i-ix-ustranenie.html

Схема магнитного пускателя. Принцип работы

Для включения освещения применяются выключатели, для бытовых электроприборов — кнопки и переключатели. Это электрооборудование объединяет одно: они потребляют небольшую мощность. А также – не включаются дистанционно или устройствами автоматики. Эти задачи решаются с помощью магнитных пускателей.

Cхема магнитного пускателя. Устройство

Пускатель состоит из двух частей, расположенных в одном корпусе: электромагнита управления и контактной системы.

Электромагнит управления включает в себя катушку с магнитопроводом, включающим в себя подвижную и неподвижную части, удерживаемых в разомкнутом состоянии пружиной. При подаче напряжения на катушку подвижная часть магнитопровода притягивается к неподвижной. Подвижная часть механически связана с контактной системой.

В контактную систему входят подвижные и неподвижные группы контактов. При подаче напряжения на катушку пускателя магнитопровод притягивает подвижные контакты к неподвижным и силовые цепи замыкаются. При снятии напряжения с катушки под действием пружины подвижная часть магнитопровода вместе с контактами приводятся в исходное положение.

Устройство магнитного пускателя и его работа

К силовым контактам пускателя добавляется дополнительная контактная группа, предназначенная для использования в цепях управления. Контакты ее выполняются нормально разомкнутыми (обознаются номерами «13» и «14») или нормально замкнутыми («23» и «24»).

Маркировка контактов пускателя

Электрические характеристики магнитных пускателей

Номинальный ток пускателя – это ток, выдерживаемый силовыми контактами в течение продолжительного времени. У некоторых моделей устаревших пускателей для разных диапазонов токов меняются габаритные размеры или «величина».

Номинальное напряжение – напряжение питающей сети, которое выдерживает изоляция между силовыми контактами.

Напряжение катушки управления – рабочее напряжение, на котором работает катушка управления пускателя. Выпускаются пускатели с катушками, работающие от сети постоянного или переменного тока.

Управление пускателем не обязательно питается напряжением силовых цепей, в некоторых случаях схемы управления имеют независимое питание. Поэтому катушки управления выпускаются на широкий ассортимент напряжений.

Напряжения катушек управления пускателей

Переменный ток	12	36	48	110	220	380
Постоянный ток	12	36	48	110	220

Реверсивный магнитный пускатель, кнопочная станция

Самое распространенное применение пускателей – управление электродвигателями. Изначально и название устройства образовано от слова «пуск». В схемах используются дополнительные контакты, встроенные в корпус: для подхвата команды от кнопки «Пуск». Нормально замкнутыми контактами кнопки «Стоп» цепь питания катушки разрывается, и пускатель отпадает.

Типовая схема управления пускателем

Выпускаются реверсивные блоки, имеющие в своем составе два обычных пускателя, соединенные электрически и механически.

Механическая блокировка не позволяет им включиться одновременно.

Электрические соединения обеспечивают реверс двух фаз при работе разных пускателей, а также исключение возможности подачи питания на обе катушки управления одновременно.

Внешний вид реверсивного магнитного пускателяСхема управления реверсивным магнитным пускателем

Для удобства монтажа пускатели выпускают в корпусах совместно с кнопками управления. Для подключения достаточно подсоединить к ним кабель питания и отходящий кабель.

Пускатель в корпусе с кнопками управления

В других случаях для управления работой используются кнопочные станции, коммутирующие цепь катушки управления и связанные с пускателем контрольным кабелем.

Для обычных пускателей используются две кнопки, объединенные в одном корпусе – «Пуск» и «Стоп», для реверсивных – три: «Вперед», «Назад» и «Стоп».

Кнопку «Стоп» для быстрого отключения в случае аварии или опасности выполняют грибовидной формы.

Виды кнопочных станций

В зависимости от назначения пускатели выполняют трех- или четырехполюсными. Но есть и аппараты, имеющие один или два полюса.

Производители дополняют линейку выпускаемых аппаратов аксессуарами, расширяющими их возможности. К ним относятся:

• дополнительные контактные блоки, позволяющие подключать к схеме управления сигнальные лампы и формировать команды, зависящие от состояния пускателя, для работы других устройств;
• блоки выдержки времени, задерживающие срабатывание или отключение пускателя;
• наборы аксессуаров, превращающих два пускателя в сборку реверсивных;
• контактные площадки, позволяющие подключить к пускателю кабели большего сечения.

Магнитный пускатель с тепловым реле

Для защиты электродвигателей от перегрузок совместно с пускателями применяются тепловые реле. Производители выпускают их под соответствующие модели аппаратов.

Тепловое реле содержит контакт, размыкающийся при срабатывании и разрывающий цепь питания катушки пускателя. Для повторного включения контакт нужно вернуть в исходное положение нажатием кнопки на корпусе.

Для защиты от коротких замыканий перед пускателем устанавливается автоматический выключатель, отстроенный от пусковых токов электродвигателя.

Источник: http://electric-tolk.ru/princip-raboty-i-xarakteristiki-magnitnogo-puskatelya/

Выбор пускателя, величина, ток, напряжение катушки управления

Наибольшее применение в настоящее время находят пускатели серии ПМЛ и ПМ12. Более дорогие, но и более качественные пускатели серии ПМУ и зарубежных фирм производителей «Сименс», «Легранд», «АББ», «Шнайдер Электрик».

Величина электромагнитного пускателя

При выборе пускателя широко применяется термин «величина пускателя». Термин этот условный и характеризует допустимый ток контактов главной цепи пускателя. При этом подразумевается, что напряжение главной цепи составляет 380В и пускатель работает в режиме АС-3.

Максимальный ток главной цепи составляет:

• “0” величины – 6,3 А;
• “1” величины – 10 А;
• “2” величины – 25 А;
• “3” величины – 40 А;
• “4” величины – 63 А;
• “5” величины – 100 А;
• “6” величины – 160 А.

Допустимый ток контактов главной цепи отличается от приведенных выше в зависимости:

• От категории применения – АС-1, АС-3 или АС-4:
  • АС-1 – нагрузка пускателя чисто активная или мало индуктивная;
  • АС-3 – режим прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей;
  • АС-4 – пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком.

С увеличением номера категории применения допустимый ток контактов главной цепи, при равных параметрах по коммутационной износостойкости, уменьшается;

• От напряжения на контактах главной цепи. При увеличении напряжения допустимый ток контактов падает.
• Для некоторых типов пускателей величина пускателя указывается при напряжении главных контактов, отличном от 380В.

Рабочее напряжение катушки

Ряд напряжений U катушки управления:

• AC(переменное U)~24 В, ~36 В, ~42 В, ~110 В, ~220 В, ~380 В,
• DC(постоянное U) 24 В

Количество дополнительных контактов

• нормально открытые (НО), (NO)  
• нормально замкнутые (НЗ), (NC)
• могут быть в составе пускателя или изготовлены в виде отдельной приставки.  

Степень защиты

• IР00 (открытые): для установки в отапливаемых помещениях на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания воды, пыли и посторонних предметов.
• IP40 (в оболочке): для установки внутри не отапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание воды на оболочку пускателя.
• IP54 (в оболочке): для внутренних и наружных установок в местах, защищенных от непосредственного воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.

Наличие теплового реле

Если пускатель работает на нагрузку – электродвигатель, то необходимо устанавливать тепловое реле.

Тепловые реле характеризуются номинальным током несрабатывания на средней установке и, как правило, допускают регулировку тока несрабатывания в пределах ±15% от номинального значения.

Наличие реверса

При управлении электродвигателем в реверсивном режиме необходимо использовать реверсивный магнитный пускатель. Который состоит из спареных пускателей с блокировкой(предотвращает включение двух пускателей одновременно).

Блокировки бывают:

• механическая – механические предохранительные устройтсва, типа коромысло.
• электрическая – через блок-контакты

Дополнительные элементы управления

(кнопки на корпусе, лампочка)

 Класс износостойкости

(количество срабатываний) Важный параметр в том случае, когда аппарат предназначен для коммутации нагрузки, работающей в режиме частых включений и выключений. При большом значении количества вкл/выкл в час используют бесконтактные пускатели.

Расчет пускателя под электродвигатель

Для обычных 3фазных электродвигателей ток в А примерно равен двойной мощности в квт, например для двигателя 30квт ток -60А

Умножение мощности двигателя на 2, как было сказано выше, уже учитывает и КПД и косинус фи и дает достаточно точный результат для нужд практики.

Пусковой ток в 5…7 раз больше номинального.

Источник: http://elektrika.khabob.ru/node/2428

Ремонт катушек электромагнитных реле и пускателей

В процессе использования катушки разных электронных аппаратов повреждаются: наблюдаются обрывы провода, возникновение витковых замыканий, обугливание изоляции.

Обрыв узкого (0,07 — 0,1 мм) обмоточного провода, в большинстве случаев происходящий в месте пайки проводов, может появиться из-за неаккуратной зачистки эмали провода ножиком, ножницами либо другими наточенными предметами (надрез провода), внедрения для пайки провода разных мазей, составов, разъедающих потом медный проводник (коррозия провода), и др.

Витковые замыкания в катушках происходят от разрушения эмалевого покрытия, которое появляется вследствие промышленного недостатка проводника или при превышении температуры катушки сверх допустимой (к примеру, при неверном расчете катушки либо неверном включении ее на завышенное напряжение).

Витковые замыкания, происходящие в процессе использования, часто приводят к разрушению не только лишь всей обмотки, да и к разрушению каркаса.

Вывести катушку из строя могут и разные механические повреждения изоляции при сборке и разборке магнитопроводов.

Обратите внимание

При обнаружении повреждения катушки (обрыв, короткозамкнутые витки и т. п.) она снимается с магнитопровода и ремонтируется.

Электрическое реле МКУ-48

Катушку с обрывом провода, до того как подвергнуть срезке либо размотке, нужно пристально оглядеть, снять внешнюю изоляцию и убедиться, что обрыв произошел не у внешнего вывода. В неприятном случае целость катушки просто вернуть, произведя пайку оборванного конца провода к выводу и изолировав место пайки.

Если же обрыв произошел кое-где снутри обмотки, катушка разматывается до нахождения обрыва, после этого проверяется целость оставшейся неразмотанной обмотки, и если оставшаяся часть не повреждена, создают пайку, изолируют ее и доматывают смотанную часть витков новым проводом такого же поперечника.

При нахождении обрыва, близко размещенного к началу обмотки, катушку перематывают вновь, чтоб исключить излишние пайки, снижающие надежность обмотки.

В случае повреждения только обмотки катушка снимается с магнитопровода таким макаром, чтоб не повредился каркас, потом, если сохранена этикетка катушки либо понятно число витков и поперечник провода, вся обмотка может быть срезана (если она пропитана лаком либо компаундом) либо размотана.

Пропитанные лаком либо компаундом обмотки с поперечником провода более 0,3 мм нереально снять с упрессованного каркаса, не попортив его. Такая катушка стопроцентно заменяется новейшей.

Сборный каркас, если он выполнен без «заплечиков», просто разбирается без снятия покоробленной обмотки. Освобожденные детали каркаса могут быть опять собраны, и каркас вновь готов к намотке.

Покоробленная катушка, этикетка которой не сохранилась и данные которой неопознаны, аккуратненько закрепляется на шпинделе намоточного станка и разматывается вручную. Счетчик, установленный на станке, покажет количество витков, а поперечник провода замеряется микрометром.

При повреждении каркаса его изготавливают вновь. Выводы катушки, по способности, сохраняются прежними.

Для того чтоб снять покоробленные катушки, почти всегда приходится разбирать магнитопроводы.

Важно

Для реле, работающих на неизменном токе, используются магнитопроводы сплошные, изготавливаемые из полосового либо круглого материала — конструкционной стали, железа, круглой кремнистой стали.

Для реле, работающих на переменном токе, используются шихтованные магнитопроводы, представляющие из себя склепанные пакеты из стали разных марок.

Магнитопровод состоит из сердечника, на который насаживается катушка, подвижного якоря и ярма.

Крепление катушек на магнитопроводе осуществляется разными методами. Более обычным является крепление при помощи полюсного наконечника в системах неизменного тока (к примеру, реле типа РП-23).

В промежных реле типа РП-250 (кодовых реле) катушки крепятся на сердечниках или при помощи фасонной пластинки, удерживающей якорь на ярме магнитопровода, или при помощи особых шайб медной и изоляционной, устанавливаемых на сердечнике.

В реле типа МКУ установленная на сердечнике катушка закрепляется специальной пластинкой, которая для системы переменного тока делается из меди и является короткозамкнутым витком.

В системах переменного тока с шихтованными сердечниками катушки могут крепиться как при помощи короткозамкнутых витков — реле типов МКУ, РП-25. ПР-321, РП-341, РП-210 и т. п., так и при помощи железных пластинок, склепанных с сердечником и отогнутых после установки катушки (некие типы магнитных пускателей).

Встречаются магнитопроводы, на сердечнике которых катушка удерживается плотной насадкой либо расклинивающими пластинками из слоистого пластика, а в неких случаях из фосфористой бронзы.

Независимо от крепления катушек при подмене их на новые приходится в той либо другой степени разбирать реле либо другой аппарат. Разборке подлежат только те элементы, которые мешают снять катушку.

После установки новейшей катушки на сердечник, закрепления ее и сборки магнитопровода делается механическая регулировка реле.

Школа для электрика

Источник: http://elektrica.info/remont-katushek-e-lektromagnitny-h-rele-i-puskatelej/

Назначение, устройство и работа магнитного пускателя

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. С этой статьи мы начнем изучение магнитного пускателя и все, что с ним связано, а идею этой темы подсказал постоянный читатель сайта Сергей Кр.

Магнитный пускатель является коммутационным аппаратом и относится к семейству электромагнитных контакторов, позволяющий коммутировать мощные нагрузки постоянного и переменного тока, и предназначен для частых включений и отключений силовых электрических цепей.

Магнитные пускатели применяются в основном для пуска, останова и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей, однако, из-за своей неприхотливости они прекрасно работают в схемах дистанционного управления освещением, в схемах управления компрессорами, насосами, кран-балками, тепловыми печами, кондиционерами, ленточными конвейерами и т.д. Одним словом, у магнитного пускателя обширная область применения.

Как таковой магнитный пускатель уже трудно встретить в магазинах, так как их практически вытеснили контакторы.

Причем по своим конструктивным и техническим характеристикам современный контактор ничем не отличается от магнитного пускателя, а различить их можно только по названию.

Совет

Поэтому, когда будете приобретать в магазине пускатель, обязательно уточняйте, что это — магнитный пускатель или контактор.

Мы рассмотрим устройство и работу магнитного пускателя на примере контактора типа КМИ – контактор малогабаритный переменного тока общепромышленного применения.

Принцип работы магнитного пускателя

Принцип работы очень простой: напряжение питания подается на катушку пускателя, в катушке возникает магнитное поле, за счет которого вовнутрь катушки втягивается металлический сердечник, к которому закреплена группа силовых (рабочих) контактов, контакты замыкаются, и через них начинает течь электрический ток. Управление магнитным пускателем осуществляется кнопками «Пуск», «Стоп», «Вперед» и «Назад».

Устройство магнитного пускателя

Магнитный пускатель состоит из двух частей: сам пускатель и блок контактов.

Хотя блок контактов и не является основной частью магнитного пускателя и не всегда он используется, но если пускатель работает в схеме где должны быть задействованы дополнительные контакты этого пускателя, например, реверс электродвигателя, сигнализация работы пускателя или включение дополнительного оборудования пускателем, то для размножения контактов, как раз, и служит блок контактов или, как его еще называют — приставка контактная.

Блок контактов или приставка контактная

Внутри блока контактов (приставки контактной) встроена подвижная контактная система, которая жестко связывается с контактной системой магнитного пускателя и стает с ним как бы одним целым. Крепится приставка в верхней части пускателя, где для этого предусмотрены специальные полозья с зацепами.

Контактная система приставки состоит из двух пар нормально замкнутых и двух пар нормально разомкнутых контактов.

Чтобы идти дальше давайте сразу разберемся: что есть нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты. На рисунке ниже схематично показана кнопка с парой контактов под номерами 1-2 и 3-4, которые закреплены на вертикальной оси. В правой части рисунка показано графическое изображение этих контактов, используемое на электрических принципиальных схемах.

Нормально разомкнутый (NO) контакт в нерабочем состоянии всегда разомкнут, то есть, не замкнут. На рисунке он обозначен парой 1–2, и чтобы через него прошел ток контакт необходимо замкнуть.

Нормально замкнутый (NC) контакт в нерабочем состоянии всегда замкнут и через него может проходить ток. На рисунке такой контакт обозначен парой 3–4, и чтобы прекратить прохождение тока через него, надо контакт разомкнуть.

Теперь, если нажать кнопку, то нормально разомкнутый контакт 1-2 замкнется, а нормально замкнутый 3-4 разомкнется. О чем показывает рисунок ниже.

Вернемся к блоку контактов.

В исходном состоянии, когда магнитный пускатель обесточен, нормально разомкнутые контакты 53NO–54NO и 83NO–84NO разомкнуты, а нормально замкнутые 61NC–62NC и 71NC–72NC замкнуты. Об этом говорит шильдик с номерами клемм контактов, расположенный на боковой стенке блока контактов, а стрелка показывает направление движения контактной группы.

Теперь, если на катушку пускателя подать напряжение питания, то сердечник потянет за собой контакты блока контактов и нормально разомкнутые замкнутся, а нормально замкнутые разомкнутся.

Фиксируется блок контактов на пускателе специальной защелкой. А чтобы блок снять, достаточно приподнять защелку и выдвигать блок в сторону защелки.

Магнитный пускатель

Магнитный пускатель состоит как бы из верхней и нижней части.

В верхней части находится подвижная контактная система, дугогасительная камера и подвижная половинка электромагнита, которая механически связана с группой силовых контактов подвижной контактной системы.

Нижняя часть пускателя состоит из катушки, возвратной пружины и второй половинки электромагнита. Возвратная пружина возвращает верхнюю половинку в исходное положение после прекращения подачи питания на катушку, тем самым, разрывая силовые контакты пускателя.

Обе половинки электромагнита набраны из Ш-образных пластин, сделанных из электромагнитной стали. Это наглядно видно, если вытащить нижнюю половинку электромагнита.

Обратите внимание

Катушка пускателя намотана медным проводом, и содержит N-ое количество витков, рассчитанное на подключение определенного питающего напряжения равного 24, 36, 110, 220 или 380 Вольт.

Ну и как происходит сам процесс.
При подаче напряжения питания в катушке возникает магнитное поле и обе половинки стремятся соединиться, образуя замкнутый контур. Как только отключаем питание, магнитное поле пропадает, и верхняя часть возвращается возвратной пружиной в исходное положение.

Теперь осталось разобраться с питанием и характеристиками.
На боковой стенке пускателя, так же, как и у блока контактов, нанесена информация об электрических параметрах пускателя и для удобства условно разделена на три сектора:

Сектор №1

В первом секторе дана общая информация о пускателе и его область применения:

50Гц – номинальная частота переменного тока, при которой возможна бесперебойная работа пускателя;

Категория применения АС-3 – двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение без предварительной остановки.
Например: этот пускатель можно использовать для запуска и останова асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, используемых в лифтах, эскалаторах, ленточных конвейерах, элеваторах, компрессорах, насосах, кондиционерах и т.д.

Для характеристики коммутационной способности контакторов и пускателей переменного тока установлены четыре категории применения, являющиеся стандартными: АС1, АС2, АС3, АС4. Каждая категория применения характеризуется значениями токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени, условиями испытаний и других параметров установленных ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

Iе 9А – номинальный рабочий ток. Это ток нагрузки, который в нормальном режиме работы может проходить через силовые контакты пускателя. В нашем примере этот ток составляет 9 Ампер.

Категория применения АС-1 – неиндуктивные или слабо индуктивные нагрузки, печи, сопротивления. Например: лампы накаливания, ТЭНы.

Ith 25A – условный тепловой ток (t° ≤ 40°). Это максимальный ток, который контактор или пускатель может проводить в 8-часовом режиме так, чтобы превышение температуры его различных частей не выходило за пределы 40°С.

Сектор №2

В этом секторе указана номинальная мощность нагрузки, которую могут коммутировать силовые контакты пускателя, и которая характеризуется категорией применения АС3 и измеряется в кВт (киловатт). Например, через контакты пускателя можно пропустить нагрузку мощностью 2,2 кВт, питающуюся переменным напряжением не более 230 Вольт.

Сектор №3

Здесь показана электрическая схема пускателя: катушка и четыре пары нормально разомкнутых контактов – три силовых (рабочих) и один вспомогательный. От катушки через все контакты проходит пунктирная линия, которая указывает, что все четыре контакта замыкаются и размыкаются одновременно.

Напряжение питания 220В подается на катушку через контакты, обозначенные как А1 и А2.

Современные магнитные пускатели выпускают с двумя однотипными контактами от одного вывода катушки.

Их выводят с противоположных сторон, маркируют одинаковым буквенным и цифровым значением, и соединяют между собой проволочной перемычкой. В нашем случае это выводы с маркировкой А2.

Все это сделано для удобства монтажа схемы. И если придется собирать схемы с участием магнитного пускателя, используйте оба эти контакта.

Теперь осталось рассмотреть контактную группу пускателя. Здесь все просто.
Силовыми контактами являются три пары: 1L1–2T1; 3L2–4T2; 5L3–6T3 — к ним подключается нагрузка, которую Вы хотите запитывать через магнитный пускатель или контактор.

Причем контакты 1L1; 3L2; 5L3 являются входящими – к ним подводится напряжение питания, а 2Т1; 4Т2; 6Т3 являются выходящими – к ним подключается нагрузка.

Хотя разницы здесь нет — что куда, но это считается за правило, чтобы можно было разобраться в монтаже другому человеку, не производившему монтаж.

Важно

Последняя пара контактов 13НО–14НО является вспомогательной и эту пару используют для реализации в схеме самоподхвата пускателя. То есть, эта пара нужна, чтобы при включении в работу, например, двигателя, все время его работы не пришлось держать нажатой кнопку «Пуск». О самоподхвате мы поговорим в следующей части.

Ну и последнее, на что хотел обратить Ваше внимание, это на то, что современные пускатели, автоматические выключатели и УЗО теперь можно размещать в одном ящике и на одну дин рейку. Так что учитывайте это при выборе ящика.

Теперь я думаю Вам понятно назначение, устройство и работа магнитного пускателя, а во второй части мы рассмотрим схемы подключения магнитного пускателя. А пока досвидания.

Удачи!

Источник: https://sesaga.ru/naznachenie-ustrojstvo-i-rabota-magnitnogo-puskatelya.html

Магнитный пускатель

Магнитный пускатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для частого включения — выключения мощной нагрузки постоянного и переменного тока.

Наиболее распространенное применение магнитных пускателей — управление асинхронными двигателями, при помощи пускателя осуществляется пуск, останов и реверс (изменение направления вращения) двигателей, а также при наличии теплового реле — защита от токовой перегрузки. Но помимо этого пускатели нашли широкое применение и в схемах дистанционного управления освещением, управлении электронагревательными приборами, насосами, компрессорами и т.д.

Магнитные пускатели классифицируются по:

степени защиты

• открытого исполнения ( степень защиты IP00) — предназначены для установки в закрытых шкафах, а также других местах, защищенных от пыли, влаги, посторонних предметов.
• защищенного исполнения (степень защиты IP40) — предназначены для установки внутри неотапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание влаги.
• пылевлагозащищенного исполнения ( степень защиты IP54) — используются в условиях повышенного содержания пыли и влаги, например при наружней установке.

номинальному току нагрузки на силовые контакты

Номинальный ток нагрузки или величина пускателя — один из наиболее важных параметров магнитного пускателя. Он показывает максимально допустимый ток, который может протекать через контакты главной цепи пускателя.

В основном используются пускатели первой величины (10А), второй величины (25А), третьей величины (40А), четвертой величины (63А). При указании этих величин считается, что напряжение составляет 380 В и пускатель работает в режиме AC-3.

В зависимости от напряжения на контактах главной цепи и категории применения -AC-1,AC-3 или AC-4 допустимый ток будет отличаться.

категории применения

Для большинства пускателей используются три категории — AC-1, AC-3 и AC-4.

• AC-1 — активная нагрузка или слабоиндуктивная, печи сопротивления.
• AC-3 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором; пуск, отключение без предварительной остановки.
• AC-4 — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения.

напряжению управляющей катушки

Наибольшее применение получили катушки на 220 и 380 В, хотя могут быть и на 24, 36, 42, 110 Вольт.

напряжению силовой цепи

Кроме того различают реверсивные и нереверсивные магнитные пускатели. Реверсивные пускатели представляют из себя два обычных пускателя с общими техническими характеристиками,

Конденсатор, катушка и резонанс в цепи переменного тока 🐲 СПАДИЛО.РУ

Опишем колебания, которые происходят в цепи переменного тока при включении в нее конденсатора и катушки индуктивности. А также рассмотрим условия, при выполнении которых в цепи переменного тока наступает резонанс. Получим формулы для вычисления амплитуд напряжений, введем понятия емкостного и индуктивного сопротивления и выясним, какую роль играют эти величины.

Конденсатор в цепи переменного тока

Постоянный ток не может существовать в цепи, содержащий конденсатор. Движению электронов препятствует диэлектрик, расположенный между обкладками. Но переменный ток в такой цепи существовать может, что доказывает опыт с лампой (см. рисунок ниже).

Пусть фактически такая цепь разомкнута, но если по ней течет переменный ток, конденсатор то заряжается, то разряжается. Ток, текущий при перезарядке конденсатора нагревает нить лампы, и она начинает светиться.

Найдем, как меняется сила тока в цепи, содержащей только конденсатор, если сопротивление проводов и обкладок конденсатора можно пренебречь (см. рис. выше). Напряжение на конденсаторе будет равно:

u=φ1−φ2=qC..

Учтем, что напряжение на конденсаторе равно напряжению на концах цепи:

qC..=Umaxcos.ωt

Следовательно, заряд конденсатора меняется по гармоническому закону:

q=CUmaxcos.ωt

Тогда сила тока, представляющая собой производную заряда по времени, будет равна:

i=q´=−CUmaxsin.ωt=CUmaxcos.(ωt+π2..)

Следовательно, колебания силы тока опережают колебания напряжения на конденсаторе на π2.. (см. график ниже). Это означает, что в момент, когда конденсатор начинает заряжаться, сила тока максимальна, а напряжение равно нулю. После того, как напряжение достигнет максимума, сила тока становится равной нулю и т.д.

Амплитуда силы тока равна:

Imax=UmaxCω

Примем, что:

1Cω..=XC

Также будем использовать действующие значения силы тока и напряжения. Тогда получим, что:

Определение

I=UXC..

Величина XC, равная обратному произведению циклической частоты на электрическую емкость конденсатора, называется емкостным сопротивлением. Роль этой величины аналогична роли активного сопротивления R в законе Ома.

Обратите внимание, что на протяжении четверти периода, когда конденсатор заряжается до максимального напряжения, энергия поступает в цепь и запасается в конденсаторе в форме энергии электрического поля. В следующую четверть периода (при разрядке конденсатора), эта энергия возвращается в сеть.

Пример №1. Максимальный заряд на обкладках конденсатора колебательного контура qmax=10−6 Кл. Амплитудное значение силы тока в контуре Imax=10−3 А. Определите период колебания (потерями на нагревание проводника пренебречь).

Согласно закону сохранения энергии максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно максимальному значения магнитного поля катушки:

q2max2C..=LI2max2..

Отсюда:

LC=q2maxI2max..

√LC=qmaxImax..

T=2π√LC=2πqmaxImax..=2·3,1410−610−3..≈6,3·10−3 (с)

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Соберем две электрических цепи, состоящих из лампы накаливания, катушки индуктивности и источника питания: в первом случае постоянного, во втором — переменного (см. рисунки «а» и «б» ниже).

Опыт покажет, что в цепи постоянного тока лампа светится ярче по сравнению с той, что включена в цепь переменного тока. Это говорит о том, что сила тока в цепи постоянного тока выше действующего значения силы тока в цепи переменного тока.

Результат опыта легко объясняется явлением самоиндукции. При подключении катушки к постоянному источнику тока сила тока нарастает постепенно. Возрастающее при нарастании силы тока вихревое электрическое поле тормозит движение электронов. Лишь спустя какое-то время сила тока достигает наибольшего значения, соответствующему данному постоянному напряжению.

Если напряжение быстро меняется, то сила тока не успевает достигнуть максимального значения. Поэтому максимальное значение силы тока в цепи переменного тока с катушкой индуктивности ограничивается индуктивность. Чем больше индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения, тем меньше амплитуда силы переменного тока.

Определим силу тока в цепи, содержащей катушку, активным сопротивлением которой можно пренебречь (см. рисунок ниже). Для этого найдем связь между напряжением на катушке и ЭДС самоиндукции в ней.

Если сопротивление катушки равно нулю, то и напряженность электрического поля внутри проводника в любой момент времени должна равняться нулю. Иначе, согласно закону Ома, сила тока была бы бесконечно большой. Равенство нулю напряженности поля оказывается возможным потому, что напряженность вихревого электрического поля →Ei, порождаемого переменным магнитным полем, в каждой точке равна по модулю и противоположна по направлению напряженности кулоновского поля →Eк, создаваемого в проводнике зарядами, расположенными на зажимах источника и в проводах цепи.

Из равенства →Ei=−→Eк следует, что удельная работа вихревого поля (т.е. ЭДС самоиндукции ei) равна по модулю и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля.

Учитывая, что удельная работа кулоновского поля равна напряжения на концах катушки, можно записать:

ei=−u

Напомним, что сила переменного тока изменяется по гармоническому закону:

i=Imaxsin.ωt

Тогда ЭДС самоиндукции равна:

ei=−Li´=−LωImaxcos.ωt

Так как u=−ei, то напряжение на концах катушки оказывается равным:

u= LωImaxcos.ωt=LωImaxsin.(ωt+π2..)=Umax(ωt+π2..)

Амплитуда напряжения равна:

Um

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Подробности

Просмотров: 382

«Физика — 11 класс»

Индуктивность в цепи влияет на силу переменного тока.
Есть цепь из катушки с большой индуктивностью и электрической лампы накаливания.

При подключении с помощью переключателя цепи к источнику постоянного напряжения или к источнику переменного напряжения постоянное напряжение и действующее значение переменного напряжения будут равны.
Однако лампа светится ярче при постоянном напряжении.
Значит действующее значение силы переменного тока в цепи меньше силы постоянного тока.

Это объясняется явлением самоиндукции.
При подключении катушки к источнику постоянного напряжения сила тока в цепи нарастает постепенно.
Возникающее при этом вихревое электрическое поле тормозит движение электронов.
По прошествии некоторого времени сила тока достигает наибольшего (установившегося) значения, соответствующего данному постоянному напряжению.
Если напряжение быстро меняется, то сила тока не будет успевать достигнуть тех значений, которые она приобрела бы с течением времени при постоянном напряжении.

Максимальное значение силы переменного тока (его амплитуда) ограничивается индуктивностью цепи и будет тем меньше, чем больше индуктивность и чем больше частота приложенного напряжения.

Если сопротивление катушки равно нулю, то и напряженность электрического поля внутри проводника в любой момент времени должна быть равна нулю.
Иначе сила тока, согласно закону Ома, была бы бесконечно большой.
Равенство нулю напряженности поля оказывается возможным потому, что напряженность вихревого электрического поля _i, порождаемого переменным магнитным полем, в каждой точке равна по модулю и противоположна по направлению напряженности кулоновского поля _к, создаваемого в проводнике зарядами, расположенными на зажимах источника и в проводах цепи.

Из равенства _i = —_к следует, что удельная работа вихревого поля (т. е. ЭДС самоиндукции) равна по модулю и противоположна по знаку удельной работе кулоновского поля.

Так как удельная работа кулоновского поля равна напряжению на концах катушки, можно записать:

e_i = —u

.

При изменении силы тока по гармоническому закону

i = Im sin ωt

ЭДС самоиндукции равна:

е_i = —Li’ = —LωI_m cos ωt

Так как u = —e_i напряжение на концах катушки оказывается равным

где
U_m = LωI_m — амплитуда напряжения.

Колебания напряжения на катушке опережают по фазе колебания силы тока на , или, что то же самое, колебания силы тока отстают по фазе от колебаний напряжения на .

Амплитуда силы тока в катушке равна:

Если ввести обозначение

ωL = Х_L

и действующие значения силы тока и напряжения, то получим:

Величину X_L, равную произведению циклической частоты на индуктивность, называют индуктивным сопротивлением.

Действующее значение силы тока связано с действующим значением напряжения и индуктивным сопротивлением соотношением, подобным закону Ома для цепи постоянного тока.

Индуктивное сопротивление зависит от частоты ω.
Постоянный ток вообще «не замечает» индуктивности катушки.
При ω = 0 индуктивное сопротивление равно нулю (X_L = 0).
Чем быстрее меняется напряжение, тем больше ЭДС самоиндукции и тем меньше амплитуда силы тока.

Итак,
Катушка индуктивности оказывает сопротивление переменному току.
Это сопротивление, называемое индуктивным, равно произведению циклической частоты на индуктивность.
Колебания силы тока в цепи с индуктивностью отстают по фазе от колебаний напряжения на .

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Электромагнитные колебания. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур. Превращение энергии при электромагнитных колебаниях — Аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями — Уравнение, описывающее процессы в колебательном контуре. Период свободных электрических колебаний — Переменный электрический ток — Активное сопротивление. Действующие значения силы тока и напряжения — Конденсатор в цепи переменного тока — Катушка индуктивности в цепи переменного тока — Резонанс в электрической цепи — Генератор на транзисторе. Автоколебания — Краткие итоги главы

методов измерения тока — как измерить ток с помощью различных датчиков тока

Ток — очень важный фактор в электронике или электротехнике. В электронике ток может иметь ширину полосы от нескольких наноампер до сотен ампер. Этот диапазон может быть намного шире в области электричества, обычно до нескольких тысяч ампер, особенно в электрических сетях. Существуют различные методы измерения и измерения тока внутри цепи или проводника . В этой статье мы обсудим , как измерить ток , используя различные методы измерения тока , с их преимуществами, недостатками и областями применения.

Датчик эффекта Холла Метод измерения тока

Эффект Холла открыт американским физиком Эдвином Гербертом Холлом и может использоваться для определения силы тока. Обычно он используется для обнаружения магнитного поля и может быть полезен во многих приложениях, таких как спидометр, дверная сигнализация, DIY BLDC.

Датчик Холла

создает выходное напряжение в зависимости от магнитного поля. Отношение выходного напряжения пропорционально магнитному полю.В процессе измерения тока ток измеряется путем измерения магнитного поля. Выходное напряжение очень низкое, и его необходимо усилить до полезного значения с помощью усилителя с высоким коэффициентом усиления и очень низким уровнем шума. Помимо схемы усилителя, датчик Холла требует дополнительных схем, поскольку он является линейным преобразователем.

Плюсы:

1. Может использоваться на более высокой частоте.
2. Может точно использоваться как на переменном, так и на постоянном токе.
3. Бесконтактный метод.
4. Может использоваться в суровых условиях.
5. Надежно.

Минусы:

1. Датчик смещается и требует компенсации.
2. Для полезного выхода требуется дополнительная цепь.
3. Дороже, чем метод на основе шунта.

Датчики

на эффекте Холла используются в токоизмерительных клещах, а также во многих промышленных и автомобильных датчиках тока. Многие типы линейных датчиков Холла могут измерять ток от нескольких миллиампер до тысяч ампер.По этой причине приложение Smart Grid Monitoring Application также использует другой тип датчика Холла для контроля тока в проводнике.

Датчик магнитного затвора Метод измерения тока

Насыщаемый индуктор является основным компонентом метода Fluxgate, работающего с датчиками . Из-за этого датчик Fluxgate называется датчиком тока насыщаемого индуктора . Сердечник индуктора, который используется для индукционного датчика, работает в области насыщения. Уровень насыщения этого индуктора очень чувствителен, и любая внутренняя или внешняя магнитная индукция изменяет уровень насыщения индуктора.Проницаемость сердечника прямо пропорциональна уровню насыщения, следовательно, изменяется и индуктивность. Это изменение значения индуктивности анализируется датчиком магнитного затвора для определения тока. Если ток высокий, индуктивность становится ниже, если ток низкий, индуктивность становится высокой.

Датчик на эффекте Холла работает аналогично магнитному датчику, но между ними есть одно отличие. Разница в основном материале. В датчике Flux Gate используется насыщающийся индуктор, а в датчике на эффекте Холла используется воздушный сердечник .

На изображении выше показана базовая конструкция датчика с магнитным затвором. Есть две катушки, первичная и вторичная, обернутые вокруг сердечника насыщаемого индуктора. Изменения в протекании тока могут изменить проницаемость сердечника, что приведет к изменению индуктивности на другой катушке.

Плюсы:

1. Может измерять в широком диапазоне частот.
2. Имеет большую точность.
3. Низкие вылеты и заносы.

Минусы:

1. Высокое вторичное потребление энергии
2. Фактор риска увеличивается для шума напряжения или тока в первичном проводе.
3. Подходит только для постоянного или низкочастотного переменного тока.

Датчики

Fluxgate используются в солнечных инверторах для измерения тока. Помимо этого, измерение переменного и постоянного тока с обратной связью можно легко выполнить с помощью датчиков Flux Gate. Метод измерения тока на затворе потока также может использоваться для измерения тока утечки, обнаружения перегрузки по току и т. Д.

Метод измерения тока катушки Роговского

Катушка

Роговского названа в честь немецкого физика Вальтера Роговского.Катушка Роговского сделана из спиральной катушки с воздушным сердечником и намотана вокруг целевого проводника для измерения тока.

На приведенном выше изображении пояс Роговского показан с дополнительной схемой. Дополнительная схема представляет собой схему интегратора. Катушка Роговского обеспечивает выходное напряжение в зависимости от скорости изменения тока в проводнике. Для создания выходного напряжения, пропорционального току, требуется дополнительная схема интегратора.

Плюсы:

1. Это хороший метод обнаружения быстрого изменения тока высокой частоты.
2. Безопасная работа с вторичной обмоткой.
3. Недорогое решение.
4. Гибкость в использовании благодаря конструкции с разомкнутым контуром.
5. Температурная компенсация не сложна.

Минусы:

1. Подходит только для AC
2. Имеет более низкую чувствительность, чем трансформатор тока.

Змеевик Роговского

имеет широкий спектр применения.Например, измерение тока в больших силовых модулях, особенно через полевые МОП-транзисторы или транзисторы большой мощности или через IGBT. Катушка Роговского обеспечивает гибкие возможности измерения. Поскольку реакция катушки Роговского очень быстрая при переходных процессах или высокочастотных синусоидальных волнах, она является хорошим выбором для измерения переходных процессов высокочастотного тока в линиях электропередач. При распределении энергии или в интеллектуальной сети катушка Роговского обеспечивает отличную гибкость для измерения тока.

Метод измерения тока трансформатора тока

Трансформатор тока или трансформатор тока используется для измерения тока по вторичному напряжению, которое пропорционально току во вторичной обмотке.Это промышленный трансформатор, который преобразует большое значение напряжения или тока в гораздо меньшее значение во вторичной обмотке. Измерение производится на вторичном выходе.

На изображении выше показана конструкция. Это идеальный трансформатор ТТ с соотношением первичной и вторичной обмоток 1: N. N зависит от технических характеристик трансформатора. Узнайте больше о трансформаторах здесь.

Плюсы:

1. Большая пропускная способность по току, больше, чем другие методы, показанные в этой статье.
2. Не требует дополнительных схем.

Минусы:

1. Требуется техническое обслуживание.
2. Гистерезис возникает из-за намагничивания.
3. Высокий первичный ток приводит к насыщению материалов ферритового сердечника.

В основном метод измерения тока на основе трансформатора ТТ используется в энергосистеме из-за очень высокой способности измерения тока. Некоторые токоизмерительные клещи также используют трансформатор тока для измерения переменного тока.

Метод измерения тока шунтирующего резистора

Это наиболее часто используемый метод измерения тока. Этот метод основан на законе Ома.

Для измерения тока используется последовательно включенный резистор низкого номинала. Когда ток протекает через резистор низкого номинала, он создает разность напряжений на резисторе.

Рассмотрим пример.

Предположим, что через резистор сопротивлением 1 Ом протекает ток 1 А.По закону Ома напряжение эквивалентно току x сопротивлению . Следовательно, , когда через резистор сопротивлением 1 Ом протекает ток 1 А, на резисторе образуется 1 В. Мощность резистора является критическим фактором, который следует учитывать. Однако на рынке также доступны резисторы очень небольшого номинала, у которых сопротивление находится в миллиомном диапазоне. В таком случае разница напряжений на резисторе также очень мала. Для увеличения амплитуды напряжения требуется усилитель с высоким коэффициентом усиления, и, наконец, ток измеряется с использованием обратной основы расчета.

Альтернативный подход для этого типа метода измерения тока заключается в использовании дорожки печатной платы в качестве шунтирующего резистора. Поскольку медная дорожка печатной платы имеет очень маленькое сопротивление, ее можно использовать для измерения тока. Однако в таком альтернативном подходе несколько зависимостей также очень важны для получения точного результата. Главный фактор, меняющий правила игры, — это дрейф температуры. В зависимости от температуры сопротивление следа изменяется, что приводит к ошибке.Эту ошибку нужно компенсировать в приложении.

Плюсы:

1. Очень экономичное решение
2. Может работать в переменном и постоянном токе.
3. Дополнительное оборудование не требуется.

Минусы:

1. Не подходит для работы с более высокими токами из-за рассеивания тепла.
2. Измерение шунта обеспечивает ненужное снижение эффективности системы из-за потерь энергии на резисторе.
3. Температурный дрейф приводит к ошибке в высокотемпературном применении.

Применение шунтирующего резистора включает цифровой амперметр. Это более точный и дешевый метод, отличный от датчика Холла. Шунтирующий резистор также может обеспечивать путь с низким сопротивлением и позволяет электрическому току проходить из одной точки в другую точку в цепи.

Как выбрать правильный метод измерения тока?

Выбрать правильный метод измерения тока не сложно. При выборе правильного метода необходимо учитывать несколько факторов, например:

1. Какая точность требуется?
2. Измерение постоянного или переменного тока или обоих?
3. Какая потребляемая мощность требуется?
4. Какой текущий диапазон и полоса пропускания необходимо измерить?
5. Калькуляция.

Помимо этого, также необходимо учитывать приемлемую чувствительность и подавление помех. Поскольку все факторы не могут быть удовлетворены, некоторые компромиссы заключаются в компромиссе одной функции с другой в зависимости от приоритета требований приложения.

Что такое ваттметр с низким коэффициентом мощности? — Определение и объяснение

Определение: Прибор, который точно измеряет низкое значение коэффициента мощности, известен как ваттметр с низким коэффициентом мощности (LPFW). Измеритель с низким коэффициентом мощности используется для измерения мощности высокоиндуктивной цепи. Он также используется в резистивной цепи с коэффициентом мощности от 0,5 до 1.

Зачем нужен LPFW?

Обычный ваттметр, используемый для измерения низкого коэффициента мощности, дает неточный результат. Это происходит по двум причинам.

1. В измерителе с низким коэффициентом мощности величина отклоняющего момента на подвижной катушке мала даже после полного возбуждения катушки давления и тока.
2. Ошибка чтения из-за индуктивности катушки давления.

В обычный ваттметр добавлены некоторые дополнительные функции, позволяющие измерить мощность цепи с низким коэффициентом мощности.

Изменения в обыкновенном ваттметре

Ток катушки давления

Катушка давления имеет низкое сопротивление , так что через нее проходит большой ток. Этот ток создает отклоняющий момент на подвижной катушке.

Компенсация для катушки давления

Есть два альтернативных метода подключения ваттметра в цепи. На рисунке ниже показаны эти два метода.

На рисунке (а) катушка давления подключена параллельно к источнику питания. И токовая катушка включена последовательно с напряжением питания. Величина напряжения на катушке давления равна подаваемому напряжению. Полная мощность, измеренная катушкой давления, равна сумме потерь мощности в нагрузке и потерь мощности в катушке тока.

На рисунке (b) змеевик давления не подключен параллельно нагрузке. Таким образом, величина напряжения на катушке давления не равна подаваемому напряжению. Выходная мощность, получаемая от схемы, равна сумме потерь мощности нагрузки и потерь мощности катушки давления.

В цепи малой мощности значение тока высокое, а значение мощности низкое. Ток высокого значения вызывает ошибку в показаниях ваттметра.Для уменьшения погрешности в схеме используется компенсационная катушка. Компенсирующая катушка компенсирует ошибку в цепи, возникающую из-за низкого коэффициента мощности.

Компенсирующая катушка и катушка давления включены последовательно друг с другом. Катушка согласована с текущей катушкой. Через него протекает ток катушки давления I _p . Поле в компенсирующей катушке возникает из-за тока I _p . Поле компенсирующей катушки и токовой катушки противостоят друг другу.Таким образом, ошибка, возникающая в катушке давления, нейтрализуется.

Компенсация индуктивности катушки давления

В катушке давления ваттметра присутствует небольшое количество индуктивностей. Эта индуктивность вызывает ошибку в считывании. Ошибка, возникающая в катушке давления, определяется выражением

.

VISinφtanβ

φ — это угол между катушкой давления и током. Для малого значения коэффициент мощности φ велик. Большое значение φ вызывает большую ошибку в считывании.Компенсирующая катушка используется в цепи для компенсации ошибки индуктивности, возникающей в ваттметре. Наряду с компенсирующей катушкой в ​​схеме используется конденсатор. Конденсатор размещен параллельно сопротивлению катушки давления.

Конденсатор устраняет ошибку. На компенсацию, вызванную конденсатором, незначительно влияет изменение частот. Выше 10 кГц компенсация точно поддерживается ваттметром.

Малый контрольный крутящий момент

Управляющий крутящий момент ваттметра с низким коэффициентом мощности сохраняется небольшим, так что полное отклонение достигается даже при небольшом значении коэффициента мощности.

Китай успешно тестирует токоподводы катушки коррекции

Команда специалистов по току высокотемпературных сверхпроводников ASIPP: (слева направо) Х. Фэн, Л. Ню, Х. Хуанг, Т. Чжоу; (спереди слева направо) Y. Song, Y. Bi, Y. Yang, K. Ding

Токоподводы для высокотемпературного сверхпроводника предназначены для передачи больших токов от источников питания при комнатной температуре к катушкам с низкотемпературными сверхпроводниками. минимальная тепловая нагрузка.

Для этого они используют короткий сегмент из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), который может пропускать гораздо более высокие плотности тока, чем обычные проводники, такие как медь.Следовательно, он может проводить ток, используя гораздо меньше материала (меньшее поперечное сечение), что снижает теплопроводность.

Уменьшение тепловой нагрузки токоподводом HTS приводит к уменьшению потребляемой мощности (здесь крио-мощность), что значительно повышает эффективность устройства ИТЭР. Таким образом, современная технология HTS является одной из «вспомогательных» технологий для термоядерного токамака.

Токоподводы HTS являются частью так называемых фидеров, набора компонентов ИТЭР, поставляемых Китаем.

Институт физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в Хэфэе, Китай, начал разработку таких токоподводов более трех лет назад. В декабре 2008 года Newsline сообщила об успешном испытании прототипа токоподвода на 68 кА, необходимого для фидера с тороидальной катушкой поля.

АСИПП испытал два прототипа высокотемпературного сверхпроводящего токоподвода 10 кА для фидеров катушек коррекции ИТЭР.

Теперь команда ASIPP HTS успешно испытала два прототипа HTS-кабеля на 10 кА для фидеров катушек коррекции ITER.4 июля 2010 года токоподвод HTS проработал несколько часов при пиковом токе 10 кА, что на 20 процентов выше среднего тока во время типичного цикла включения катушки коррекции.

Результаты обсуждались на специальном заседании рабочей группы ITER HTS в KIT в Карлсруэ, Германия, на прошлой неделе (15-16 июля). Это успешное испытание завершает текущие исследования и разработки HTS, проводимые в ASIPP в рамках подготовки окончательного анализа конструкции питателя в сентябре этого года, к которому группы питателей в Китае и в Организации ИТЭР сейчас лихорадочно готовятся.